一次预报最佳子集回归及其应用

采用一次预报最佳子集回方法，设计并实施了筛选预报因子的向后法和引进、剔除的双重检验逐步筛选两种计算方案，试验表明，一次预报最佳子集回与通常的逐步回归分析相比具有明显的优越性，通过对新安江流域（10站平均）汛期（4－9月）降水量资料的分析，从中提取隐含的周期分量，采用上述方案进行实例试报，结果表明，这一方案具有一定的预测能力和应用前景。     

1965年至2005年泾河流域极端降水事件的变化趋势分析

极端降水事件是导致黄土高原水土流失的主要原因之一,分析其变化趋势可为该区的生态建设提供重要的参考信息。选取泾河流域为研究区域,基于Mann-Kendall和小波分析等方法,分析了1965年-2005年极端降水事件的降水量、降水天数、降水强度和严重干旱次数等的变化趋势、突变、年代际变化和振荡周期等。结果表明,泾河流域极端降水事件的整体变化趋势不显著,但其发生频率和强度等都可能呈上升趋势,且存在空间差异,流域中下游呈上升趋势而流域西南部和北部呈下降趋势。各指标均呈波动变化,但基本都在1985年以后呈上升趋势,且在2000年左右发生多次上升突变;波动周期为2～3a,7～8a,13a和17a。尽管变化趋势不显著,但极端降水事件的各指标都趋于升高,表明未来极端降水事件可能对泾河流域的水土保持工作造成更加严重的威胁。     

嫩江流域径流量多时间尺度特征分析

目前在全球气候变化与人类活动的双重影响下,陆地水文循环发生了深刻的变化,近50年来,嫩江流域径流过程发生了巨大变化,加剧了水资源的短缺和时空变异性,并带来一系列突出的水与生态环境问题.本文根据嫩江、石灰窑、同盟、江桥、大赉水文站1956年～2006年51a的径流资料,采用Morlet小波对嫩江流域径流序列进行了多时间尺度研究,结果表明:流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有8a、20a、45a多尺度的周期变化规律,且以45a尺度的年代周期信号最强,表明45a尺度的年代周期变化最为明显;嫩江、江桥气象站的降水周期与上述径流资料基本一致,说明降水的变化是流域径流演变过程的重要自然控制因素.     

雅鲁藏布江流域水循环时空变化特性研究

揭示雅鲁藏布江流域水循环变化特征,对认识青藏高原水资源演变规律具有重要的科学意义,同时对西藏自治区水资源开发利用、生态环境建设、经济社会发展等也具有十分重要的实际意义。文章重点分析了近40年雅鲁藏布江流域降水和径流的时空变化特性,并初步探讨了其与区域气候特征和地理环境条件的成因关系。分析结果显示,雅鲁藏布江流域从上游至下游逐渐由西风区向季风区过渡,导致年均降水量逐渐增大;降水年内分配集中,汛期降水占全年70%以上;近40年流域内降水变化趋势不明显,但降水季节分配显示坦化现象。雅鲁藏布江流域径流变化主要由降水过程决定,但由于受冰川融雪等影响,径流变化较降水更加复杂;受降水变化特性影响,各站点实测径流也主要集中在汛期;流域中下游径流呈现不显著的减少趋势,可能与印度洋季风减弱有关。雅鲁藏布江流域各分区产流量的相关性较差,充分反映了气候条件和地理环境条件对流域水循环影响的明显空间差异性。     

近50年东江流域极端降水事件变化特征

基于东江流域1960年-2009年逐日降水数据资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和Morlet小波分析法,分析了近50年来东江流域极端降水事件的时空变化特征.结果表明,东江流域极端降水指数的多年平均值及变化趋势的空间分布存在明显区域差异.极端降水指数增幅较大的区域位于流域下游,以增城为中心的地区升幅尤为明显,流域上、中游地区变化幅度相对较小.近50年来,整个东江流域极端降水指数未表现出明显的变化趋势,除连续湿日数外,其他极端降水指数仅呈现出弱的上升趋势.东江流域的极端降水与年降水量密切相关.流域极端降水指数的突变特征并不一致,5日最大降水量、强降水日数、连续干日数及连续湿日数分别在1984年-1985年、1973年、2005年和1978年前后发生突变.近50年东江流域极端降水事件变化,普遍存在着22～23年左右的主周期和7～8年左右的次周期.     

太行山区典型植被下降水入渗的稳定同位素特征分析

本研究以位于太行山区北部的河北易县崇陵流域为对象,对流域内三种典型植被（荒草、刺槐林、侧柏林）下不同深度土层的土壤水及流域内降水进行同步观测及取样,室内进行稳定同位素氘和氧-18含量测定,以^18O为例对降水入渗过程中的稳定同住素变化进行了研究。通过对2004年的数据进行分析,获得崇陵流域当地大气降水线（δD=6．244δ^18 O—7．158,R^2=0．7727,n=55）,其降水中稳定同位素时间变化波动较大且缺少规律性,降水中稳定同位素含量同降水量呈二次相关关系,大于15mm的降水雨量效应较显著。土壤水中的稳定同位素较降水普遍富集,其中荒草地土壤水中稳定同位素值较刺槐林地和侧柏林地整体偏高,表现出较强的蒸发分馏作用。土壤水中的δ^18O的时间变化波动较大,表层10cm土壤水δ^18O受降水中的δ^18O直接影响,呈现一定的响应关系。深层次土壤水中δ^18O变化则有一定滞后性。不同植被覆盖下δ^18O的时间变化的活跃层深度不同,同其土壤特征和植被覆盖类型有关。δ^18O的剖面垂向空间变化上有两种类型,随深度增加基本都呈富集的趋势。土壤水中稳定同位素的时间变化和垂向空间分布,反映了一种降水入渗和蒸散发的平衡关系,其垂向空间变化很好地记录了降水从地表向下入渗的过程。     

1936—2018年环北极典型流域气温与降水时空变化

降水是环北极地区水资源的主要来源。定量分析气温与降水时空变化是深入理解环北极地区陆地水循环过程的基础。本文选取鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河流域为对象,利用167个俄罗斯国家气象站点1936—2018年的气温与降水观测数据,结合线性趋势分析和Mann-Kendall突变点检验,揭示环北极典型流域气温与降水的时空变化特征。结果表明：①鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均气温为0.06 ℃、-2.98 ℃、-7.41 ℃,年均增温速率分别为0.27 ℃/10 a,0.22 ℃/10 a,0.15 ℃/10 a。年内极端最低温（TNn）上升尤为明显,约为年均增温速率的1.3倍,春、冬季增温速率大于夏、秋两季;②鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均降水量为496 mm、428 mm、369 mm;年降水量显著增加,其中叶尼塞河流域增速较慢（3.36 mm/10 a）,而鄂毕河（13.02 mm/10 a）和勒拿河（9.59 mm/10 a）流域增速较快,降水增加集中在春、秋、冬三季;③在空间上,增温较快的区域集中在西伯利亚高原和山地,最大增温速率达0.60 ℃/10 a,而平原地区普遍偏低;降水的空间差异大,西伯利亚南部高海拔地区（>1100 m）年降水量达1000 mm左右,北部低海拔地区普遍为300~ 600 mm。上述观测数据指示,环北极流域正在变暖变湿,且空间差异大,可能与“北极放大”及流域下垫面条件有关。     

祁连山高寒山区降水观测网络及其数据应用

降水是地表及地下水资源的根本补给源,直接影响水资源的时空分布格局以及山地冰冻圈的分布和发育。祁连山高寒山区是降水和产流高值区,降水特征受地形影响较大,但现有的降水观测网络还无法合理反映降水特征在地形垂直梯度上的变化。为了确定降水变化如何影响高寒山区的水文和生态过程,需要从流域垂直梯度观测降水形态和降水量的变化。本文概述了由T-200BM3组成的祁连山高山区降水格网化、梯度化、自动化观测网络,并在八一冰川冰缘区建立高寒山区降水标准校正场,采用世界气象组织（WMO）推荐的降水/降雪观测标准（DFIR）校正八一冰川区域降水量。在八一冰川区域对地面降水数据产品作初步分析,并利用高海拔站点数据评估了GPM和TRMM降水数据产品在祁连山区的适用性。该降水观测网络的建设对进一步认识高寒山区不同海拔雨雪和水汽变化规律,精细化评估高寒山区降水资源具有重要意义,并可为全国的降水资源综合观测和评估提供方法和降水数据产品。     

江西省汛期降水的变化特征

为全面分析江西的汛期降水量的变化趋势,本文利用小波分析方法研究了赣北、赣中、赣南降水分布的特征和年代际变化,结果显示,赣北、赣中、赣南汛期降水线性趋势呈下降趋势。江西省汛期降水变化包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征,目前及今后2～3年内赣北、赣中汛期降水呈偏少的趋势,赣南降水有偏少的趋势。利用mann-kendell方法检验了江西汛期降水的突变,赣南汛期降水的突变点发生在1978年。     

南通地区1960 年-2007 年气温与降水的年际和季节变化特征

以南通地区7个观测站点逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温和降水量数据为基础,采用线性趋势法、滑动平均法、Malln—Kendall非参数检验法、滑动t检验法和小波分析方法,分析了1960年一2007年南通地区气温、降水的年际和季节变化趋势和突变、周期变化特征。结果表明：1960年-2007年,年际变化以最低气温的较大增幅和较早突变为特征。季节变化以秋冬季平均气温、平均最低气温增温明显,且冬季降水量增加,以及秋冬季增暖突变较早为主要特征。周期变化上,气温和降水参数多存在较大时间尺度上较为稳定的变化特征,如牟平均气温21—30a和春季降水量14—25a时间尺度的变化。小尺度上（10a以下）的变化较为频繁,但不是很稳定。总体上,南通地区气温突变时间要晚于我国西部和中部地区,而降水变化不显著。     

近60 年黄河中游水沙变化趋势及其影响因素分析

采用线性回归、Mann-Kendall检验、双累积曲线及小波变换等方法系统分析了黄河中游干流及支流渭河、汾河和无定河的6个主要水文站（头道拐、龙门、花园口、华县、河津、白家川）1950s-2009年的水沙序列。在系统搜集流域基本信息的基础上,深入探讨流域水沙变化的特征及其驱动力。研究表明：黄河中游流量和输沙量呈现急剧减少趋势,尤其在20世纪70年代之后,减少更加显著,其中,汾河的水沙减少幅度最为显著,2000年-2009年的年均流量与输沙量相当于1950年-1959年约20%。干流龙门站流量和输沙量的小波变换在1980年代前表现出0.5～1.0a显著周期,且达到95%的置信度水平,之后周期特征减弱甚至消失。气候变化、降雨、水土保持措施（如退耕还林、草,梯田建设,水库淤地坝等工程）等人类活动是水沙变化的主要影响因素,其中,干流的头道拐和花园口水沙变化受干流水库影响较为显著。     

三种综合脉冲星时算法的研究和比较

建立在小波分析基础上的综合脉冲星时算法，能把脉冲星的观测计时残差在小波域分解，提取出不同频率范围的分量，然后用小波方差表征脉冲星在不同频率范围的稳定度来对单脉冲星时进行加权平均，得到综合脉冲星时；脉冲星的计时残差包括了计时参考的原子钟的误差和与脉冲星本身有关的计时误差两部分，用维纳滤波的方法可以将两者进行一定区分，并消除掉估计的参考钟误差，将剩余部分作为计时残差实现对脉冲星计时的综合。实验证明，小波分析和维纳滤波方法比经典的加权算法更好，得到的综合脉冲星时的长期稳定度有了较大提高。     

用小波分析处理车辆振动信号

对车辆的振动信号的处理采用小波分析的方法,找出车辆振动的本质特征,从而对车辆的舒适性或运行状态作出客观的评价,并为车辆的减振降噪提供实际依据。从小波变换、多分辨分析、系统中振动信号的小波分析几个方面进行详细阐述。在分析方法上提供了一种新的分析技术,为车辆振动本质特征的研究拓宽了理论基础。     

基于小波包与自适应预测器的音频隐写分析方法

提出一种基于小波包与自适应预测器的音频隐写分析方法,主要用于检测加性噪声模型.利用加性噪声对音频高频部分比低频部分影响显著的特点,对音频信号进行小波包分解;然后利用最小均方(LMS)自适应预测器对高频小波包系数进行预测,选取预测误差的统计量作为统计特征;最后采用支持向量机分类.实验证明,对于常用的加性噪声隐写方法,即使在嵌入强度或嵌入率较低的情况下,也能达到较高的分类准确率.     

基于双正交小波变换的图像压缩技术

图像压缩和图像去噪是小波在图像上的重点应用。介绍了双正交小波分解与重构理论,在matlab7.1环境下,探讨了双正交小波用于图像压缩,给出了应用实例并对结果进行分析。     

人脸特征检测的最佳Gabor滤波器设计方法

Gabor小波滤波器的应用可以转化为在不同的问题中如何合理选取Gabor滤波器参数的问题,不同的应用场合参数选取的依据应有所不同。本文通过实验给出了Gabor滤波器在人脸特征检测方法中参数的选择依据并给出具体的参数。     

基于小波包分解的虹膜图像识别方法研究

针对虹膜图像的纹理特征表示主要集中在中高频能量部分,对图像进行小波包分解,并提取出特征向量,运用变维方式对奇异值特征向量做进一步处理,进而将获得的特征向量做为虹膜图像的识别特征向量,依据欧氏距离分类器对他们做识别分类。最后的试验结果证明了这种算法的有效性与合理性。     

基于隐马尔可夫模型的人像鉴别算法

提出了基于小波变换和隐马尔可夫模型的人像鉴别算法. 该算法首先对图像进行3级小波分解，然后把3个不同分辨率的低频子图像由小到大排列成树状结构，形成低频小波树. 接着利用独立元分析对每个小波树枝进行去相关、降维，形成特征小波树枝，并把它作为观测向量对隐马尔可夫模型进行训练，把优化的模型参数用于人脸识别. 分析了观测向量维数与识别率的关系，以及状态个数和高斯概率混合成分的个数对识别率的影响，定性描述了隐马尔可夫模型的本质. 在ORL人脸数据库上，同其他四种相关方法进行了比较，实验结果表明，该方法识别率较高，工程上易于应用.     

基于FPGA的小波低频信号提取的实现

讨论了小波变换的原理和特点,简化了离散小波变换,在FPGA上实现低频光电跟踪信号的提取。