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[发明专利]一种基于长短期记忆网络的钻孔应变数据异常检测方法-CN202210760090.9在审
发明人： 于紫凝;刘晨;郑海永 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明属于数据为钻孔应变观测数据处理技术领域，具体地而言为一种基于长短期记忆网络的钻孔应变数据异常检测方法，将钻孔应变数据归一化处理，划分合适时间跨度的训练集与测试集，根据研究需要，确定网络的输入应变与输出应变；搭建长短期记忆网络，利用训练集数据迭代训练网络；判断每次训练得到的损失函数，直至损失收敛并基本稳定为零，网络训练完成；选择同样大小的输入与输出，通过评价指标，测试网络的性能；基于训练好的长短期记忆网络，针对任意时间段的钻孔应变数据，预测其正常状态的应变变化；计算真实应变与预测应变的差值，采用3倍标准差原则法，检测应变异常。本发明实现了钻孔应变数据异常的深度挖掘，避免了传统方法的主观性与特殊性，前兆异常检测更加可靠。
一种基于短期记忆网络钻孔应变数据异常检测方法

[发明专利]一种去除钻孔应变数据环境影响因素的方法-CN202111637566.1在审
发明人：朱凯光;温佳咪;樊蒙璇;于紫凝;贺小丹;王婷;池成全 -专利权人：吉林大学
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明为一种去除钻孔应变数据环境影响因素的方法。读取钻孔应变数据sa分量、气压数据和水位数据；利用时间序列分解将应变数据分解为趋势项、周期项和余项；通过对比固体潮的频点，将周期项作为固体潮引起的应变响应去除；余项作为去除固体潮后的应变数据，还受到气压和水位的影响，将余项，水位数据，气压数据放在一起，做多通道奇异谱分析，因气压和水位与应变数据呈现负相关性，用相关系数识别余项中由水位和气压引起的应变响应并去除，弥补了以往环境影响因素去除时要么没有充分利用环境数据、要么计算过程太过复杂，引入太多参数的不足。
一种去除钻孔应变数据环境影响因素方法

[发明专利]一种基于小波变换的卫星磁场数据地震前兆异常提取方法-CN201811554885.4有效
发明人：朱凯光;樊蒙璇;李凯艳;池成全;于紫凝;贺小丹;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-12-19 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明地震监测领域，为一种基于小波变换的卫星磁场数据地震前兆异常提取方法，包括：读取卫星的磁场数据，并根据标志位选取有效数据；根据地磁指数选取地磁活动较平静的静磁轨道；通过差分和离散小波变换对静磁轨道的磁场三分量数据进行预处理，去除幅值大和变化缓慢的静磁场部分，得到磁场数据的变化情况；利用主成分分析对预处理后的磁场三分量数据进行降维处理，去除冗余信息的同时保留信号中主要的特征；对降维后的磁场数据进行连续小波变换，通过小波系数定义轨道能量强度，并利用其进行异常轨道提取。本发明弥补了单独使用其中某一分量不能充分使用数据有用信息和其异常提取结果不能全面反映地震前兆对磁场数据影响的不足。
一种基于变换卫星磁场数据地震前兆异常提取方法

[发明专利]基于变分模态分解的卫星磁场数据时变背景场建立方法-CN202011228752.5有效
发明人：朱凯光;贺小丹;樊蒙璇;温佳咪;王婷;于紫凝 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-11-06 - 公布日： 2021-07-30 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明为一种基于变分模态分解的卫星磁场数据时变背景场建立方法。读取Swarm A星的磁场Y分量数据，减去CHAOS‑6磁场模型数据去除主磁场的影响，剔除无效轨道；利用变分模态分解将磁场Y分量分解成2个模态，将不同的特征分离到不同的模态中去；通过各个模态与相应地磁指数的对比，找出与地磁活动相关性高的模态并将其去除；选择研究时间范围、研究区域，以一个小时为时间间隔，将该区域内的轨道数据划分到24个当地时间范围；将该区域网格化，剔除受地震影响的轨道数据；计算磁场Y分量能量的均值作为背景值并拟合网格内24个当地时间的背景值。利用变分模态分解将信号的特征进行分离，去除地磁活动干扰，同时对信号滤除高斯噪声，建立精确的时变背景场。
基于变分模态分解卫星磁场数据背景建立方法

[发明专利]基于多通道奇异谱的钻孔应变网络拓扑结构异常检测方法-CN202010385381.5有效
发明人：朱凯光;于紫凝;池成全;樊蒙璇;贺小丹;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-05-09 - 公布日： 2021-03-23 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本发明为一种基于多通道奇异谱的钻孔应变网络拓扑结构异常检测方法，选取N个钻孔应变台站作为N个网络节点；设置一个时间窗口长度n和移动步长step，构造时间窗口内的钻孔应变大小为n×N的多维节点矩阵；多维节点矩阵进行多通道奇异谱分析，分解后得到特征向量和对应空间时间主成分；选取高频成分重构各网络节点的有效成分；计算节点两两之间的皮尔森相关系数；连通相关系数大于0.8的两网络节点，构造应变网络的边，写出应变网络的邻接矩阵；计算应变网络的拓扑结构属性；并移动时间窗口，构造时间窗口内的应变网络并计算拓扑结构属性；输出钻孔应变网络结构的演化图，判断地震相关异常。本发明实现了钻孔应变数据的多台站联合分析。
基于通道奇异钻孔应变网络拓扑结构异常检测方法

[发明专利]一种基于非负矩阵分解的卫星磁场数据地震异常检测方法-CN201910788471.6有效
发明人：朱凯光;樊蒙璇;李凯艳;贺小丹;池成全;于紫凝;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-08-26 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明为一种基于非负矩阵分解的卫星磁场数据地震异常检测方法，包括：根据标志位去除无效数据减去CHAOS‑6磁场模型数据，对结果求一阶差分得到差分数据；对差分数据进行短时傅里叶变换构造磁场数据对应的非负时频幅值矩阵；利用非负矩阵分解方法对非负时频幅值矩阵进行分解，将因地震产生的局部影响分量和由于太阳活动以及地磁活动产生的全局影响分量进行分离；根据能量比选出因地震产生的局部影响分量，通过超限率的方法对该分量进行异常轨道判断；对每日异常轨道个数进行累计，通过其偏离背景拟合直线的程度检测地震异常。本发明可以保留并利用测量得到的所有数据对地震进行研究，同时得到与地震活动更为相关的分量有效的进行地震异常检测。
一种基于矩阵分解卫星磁场数据地震异常检测方法

[发明专利]基于最小噪声分离的钻孔应变数据潮汐应变分量去除方法-CN201811053899.8有效
发明人：朱凯光;池成全;于紫凝;樊蒙璇;李凯艳;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-09-11 - 公布日： 2020-11-27 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于最小噪声分离的钻孔应变数据潮汐应变分量去除方法，采用自适应窗宽滤波算法对钻孔应变数据样本矩阵进行高频信号估计；计算估计的高频信号的协方差矩阵，并进行特征值分解；利用高频信号的协方差矩阵来构造调整矩阵；利用构造的调整矩阵对钻孔应变数据样本矩阵的协方差矩阵进行调整；对调整后的钻孔应变数据样本矩阵的协方差矩阵进行最小噪声分离变换并得到最小噪声分离变换成分，最小噪声分离变换成分所构成的矩阵表示为；计算最小噪声分离成分的谐波周期；选取谐波周期与潮汐应变分量谐波周期相对应的最小噪声分离成分进行重构；计算去除潮汐应变分量的数据，有针对性的去除潮汐应变分量，无需计算理论固体潮。
基于最小噪声分离钻孔应变数据潮汐分量去除方法

[发明专利]一种基于ICA-RA的钻孔应变数据的分频段级联校正方法-CN201910768121.3有效
发明人：朱凯光;于紫凝;池成全;樊蒙璇;李凯艳;贺小丹;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-08-20 - 公布日： 2020-11-27 - 主分类号： G01V1/36 文献下载
摘要：本发明涉及钻孔应变领域，具体地而言为一种基于ICA‑RA的钻孔应变数据的分频段级联校正方法，目的是去除外界环境干扰引起的应变变化，首先是将同一观测站点的钻孔应变数据、气温数据、气压数据、降水数据和计算的理论固体潮数据进行4层小波分解；在分解后的5个频段中，逐频段进行多因素与应变的相关性分析；利用ICA‑RA级联校正方法，在各个频段内找到与钻孔应变数据相关性最大的影响因素。引入独立成分分析(ICA)方法，计算由于水位变化引起的应变变化并消除；对于非是气温、气压、和固体潮这类数据，利用回归分析(RA)方法，计算对应频段内主要因素产生的影响并校正。通过本发明能够有效的对钻孔应变数据各频段进行分析，对真实的应变情况有着重要的校正作用。
一种基于 ica ra 钻孔应变数据频段级联校正方法

[发明专利]基于主成分分析的Swarm双星磁场数据地震前兆异常提取方法-CN201910261107.4有效
发明人：朱凯光;李凯艳;樊蒙璇;池成全;于紫凝;贺晓丹;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-04-02 - 公布日： 2020-02-04 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于主成分分析的Swarm双星磁场数据地震前兆异常提取方法，读取Swarm卫星A星和C星的磁场Y分量数据，并根据数据的标志位Flags_B剔除有误数据；根据地震选择研究的时间范围、研究区域；选取Swarm A星和C星的地方时为夜晚的轨道数据；利用IGRF模型去除地磁主磁场的影响；通过对Swarm A星和C星的磁场Y分量数据进行主成分分析，将原始的数据投影到一组新的空间正交基上，得到方差从大到小排列的各个主成分；通过各个主成分与地磁指数的对比，找到与地磁活动相关性高的成分并将其去除，只对剩余的主成分进行分析；通过偏度和峰度定义的偏峰度系数对剩余的主成分进行异常提取，提取地震前兆异常。本发明去除地磁活动干扰，精确提取地震前兆异常。
地震前兆地磁主成分分析去除磁场数据磁场读取地方时轨道数据空间正交数据投影研究区域标志位主磁场方差峰度偏峰剔除地震卫星分析研究

[发明专利]一种基于S-K特征的钻孔应变数据异常提取方法-CN201810948652.6有效
发明人：朱凯光;于紫凝;池成全;樊蒙璇 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-08-20 - 公布日： 2019-07-26 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本发明属于地震前兆观测数据异常检测领域，具体地来讲为一种基于S‑K特征的钻孔应变数据异常提取方法，首先是将同一台站的钻孔应变数据序列进行面应变换算，对换算后的数据进行调和分析处理；将处理后的面应变数据差分计算制成样本数据；并计算每一天的面应变样本数据的偏度和峰度；将得到的偏度和峰度画在一个平面内，并发现其呈现出的抛物线关系；基于这个关系，发现大多数天的平稳数据的偏度峰度都在零附近，故定义了一个地壳平稳时的背景并计算每一天与背景的偏移程度。通过本发明能够有效的对钻孔应变数据进行分析，对可能的地震前兆异常进行提取。
应变数据钻孔峰度样本数据换算地震前兆地震前兆观测抛物线关系差分计算分析处理检测领域数据异常偏移台站地壳调和发现分析

[发明专利]基于希尔伯特黄变换的四分量钻孔应变数据异常提取方法-CN201811053949.2在审
发明人：朱凯光;池成全;于紫凝;樊蒙璇;李凯艳;孙慧慧 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-09-11 - 公布日： 2019-01-15 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明涉及四分量钻孔应变数据异常提取领域，特别涉及一种基于希尔伯特黄变换的四分量钻孔应变数据异常提取方法，包括：录入钻孔应变四分量数据和气温数据、气压数据、钻孔水位数据、钻孔气压数据，并对钻孔应变四分量数据进行应变换算为面应变S_a；对应变换算后的钻孔应变数据进行集合经验模态分解；计算分解后的各本征模函数的谐波周期和气温、气压、钻孔水位、钻孔气压干扰因素的谐波周期；去除与干扰因素谐波周期相对应的本征模函数；对余下的本征模函数进行希尔伯特变换，并计算瞬时能量；输出瞬时能量图。能有针对性的提取到钻孔应变数据影响因素的特征，为影响因素的排除及提取与地壳应变变化相关的异常信息的问题提供支持。
钻孔应变数据本征模函数谐波周期分量数据干扰因素气压数据瞬时能量影响因素钻孔水位换算气压集合经验模态分解希尔伯特变换气温数据问题提供异常信息应变变化去除地壳录入分解气温输出

[发明专利]基于主成分分析的钻孔应变数据异常提取方法-CN201710205283.7有效
发明人：朱凯光;池成全;于紫凝;张维辰;樊蒙璇;李凯艳 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-03-31 - 公布日： 2018-02-13 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于主成分分析的钻孔应变数据异常提取方法，首先是将同一台站的钻孔应变数据序列进行应变换算，对换算后的数据进行预处理；将预处理后的钻孔应变数据构造成一个矩阵；并对每一天的矩阵进行主成分分析，以获取每个矩阵的特征值和特征向量；将得到的特征值与计算出来的特征向量角度与地震事件相对应，以得到异常的检测结果。通过本发明能够有效的利用主成分分析的方法对钻孔应变数据进行分析，根据钻孔应变各测项的相关性，对可能的地震前兆异常进行提取。本发明钻孔应变数据异常提取方法，利用主成分分析中的特征值和特征向量角度分别将地壳的微弱变化表征出来；实现了在有较强背景干扰的情况下对钻孔应变数据异常的精确提取。
基于成分分析钻孔应变数据异常提取方法

[发明专利]时间域航空电磁数据约束多项式拟合调平方法-CN201610564556.2有效
发明人：朱凯光;张琼;彭聪;陆依明;于紫凝 -专利权人：吉林大学
申请日： 2016-07-18 - 公布日： 2017-11-24 - 主分类号： G01V3/38 文献下载
摘要：本发明涉及一种时间域航空电磁数据约束多项式拟合调平方法，主要针对传统拟合方法忽略各时间道间关系，导致调平结果各道之间扭曲问题。首先去除电磁数据的高度影响；其次对于各时间道数据选择基准测线，依次拟合相邻测线调平误差，得到一次调平结果；选择基准道，通过各测点衰减关系建立各时间道间的不等式关系，以此不等式为约束，拟合相邻测线调平误差，得到调平结果。本发明的多项式拟合调平方法，可快速、有效的去除测区数据的条带状误差，在调平过程中加入了测点各时间道衰减关系不等式约束，调平结果的剖面曲线得到很大改善，避免调平结果各道数据之间的扭曲，保证了调平结果的准确性；不需要测线切割线辅助校正，节省了大笔费用。
时间航空电磁数据约束多项式拟合平方

[发明专利]一种时间域航空电磁探测系统接收线圈运动噪声的数值仿真方法-CN201710472729.2在审
发明人：朱凯光;彭聪;王昊;于紫凝;张琼 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-06-21 - 公布日： 2017-10-24 - 主分类号： G01V3/38 文献下载
摘要：本发明涉及一种时间域航空电磁探测系统接收线圈运动噪声的数值仿真方法，首先依据飞行测量过程中接收线圈切割地磁场磁力线产生感应电动势推导得出运动噪声计算公式，其次利用飞行测量过程中的地理信息选取地磁场参数，并建立相对应的惯性坐标系和接收线圈坐标系，基于线圈姿态建立旋转矩阵以进行坐标转换，最终利用运动噪声计算公式得出数值仿真结果。有效地仿真了接收线圈在地磁场中摆动而引入的运动噪声，对计算的接收线圈运动噪声进行航空电磁数据预处理，计算结果既真实又可靠，直接利用接收线圈辅助信息和地磁场参数进行计算，原理清晰，易于实施，计算精度高，无论接收线圈摆动角度为多少，均可进行运动噪声计算，且计算结果精确。
一种时间航空电磁探测系统接收线圈运动噪声数值仿真方法

[发明专利]反卷积快速优化直升机航空电磁探测早期数据的方法-CN201710479110.4在审
发明人：朱凯光;于紫凝;李凯艳;彭聪;张琼 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-06-22 - 公布日： 2017-08-08 - 主分类号： G01V3/38 文献下载
摘要：本发明涉及一种反卷积快速优化直升机航空电磁探测早期数据的方法，本发明是将反卷积的计算方法引入到发射波形为梯形波的时间域航空电磁数据处理中，并进行合理的改进，去掉系统本身的特性响应，使早期时间数据道有效时间选取提前，进而对近地面探测有所帮助，增加了航空电磁探测范围，对解决环境、能源以及军事方面问题有重大意义。通过反卷积去掉系统响应，简单快速，效率高，解决了由于系统的存在到时早期响应震荡的问题，优化了早期时间道的数据质量，将电流关断段早期可用数据提前4到5个点，提前时间约为0.13ms，使早期道的数据应用变为可能，经趋肤深度公式换算，增加了航空电磁探测的有效探测范围。
卷积快速优化直升机航空电磁探测早期数据方法

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