实际勘探证实西湖凹陷油气藏具有上油下气的特征，油气资源分布表现为南多北少。通过西湖凹陷凝析油和凝析气地球化学参数的分析，认为西湖凹陷的凝析油和凝析气具有相同的成因类型和成熟度，均为平湖组煤系源岩生成的油气。根据西部斜坡带和中央反转带油气藏类型、油气成藏期次及圈闭形成时间研究成果，认为：西部斜坡带油气首先充注在平湖组中，后期由于断层开启调整至花港组中，因压力降低油气分离和天然气散失而在花港组中形成凝析油藏；在中央反转带，由于圈闭定型时间晚，油气主要经历一期成藏再通过断层运移至花港组，花港组上部压力低，使油气分离、天然气散失而形成纯凝析油藏。通过对油气成藏和分布特征的研究，认为生烃中心的分布控制着油气藏的分布，断层分布和断穿层位控制着油气藏丰度，超压控制着西部斜坡带凝析油和凝析气藏的分布界面。

以高分辨率层序地层学为指导，结合台南凹陷幕式构造演化特征，利用岩心观察、试油数据、地球物理及化学数据等，对台南凹陷二叠系进行了层序地层分析。研究表明研究区二叠系层序地层充填特征、烃源岩和储层分布受控于幕式构造演化，具有明显阶段性。断陷盆地结构特征控制着岩性叠加样式和沉积展布：LSC1沉积时期，南部觉罗塔格山脉崛起，北部陡坡带发育扇三角洲和水底扇沉积，南部缓坡带发育辫状河三角洲沉积体系；LSC2沉积时期，西部鲁西凸起和东部塔克泉凸起逐渐形成，南部物源减弱，东西物源逐渐占主导地位；LSC3沉积时期，北部博格达山脉崛起，地层南北向掀斜，北部物源逐渐发育，断陷短轴方向以扇三角洲沉积体系为主，长轴方向以扇三角洲沉积-辫状河三角洲沉积-湖泊沉积逐渐过渡。分析台南凹陷层序地层叠加样式对烃源岩和储层的控制作用后认为：LSC2水进体系域晚期和高水位体系域早期发育的大段泥岩为有利烃源岩，其上部LSC3低水位体系域发育的大套砂岩为油气主要储集层段。

以岩心分析、测井数据为基础，结合薄片鉴定、扫描电镜等分析手段对鄂尔多斯盆地甘泉-富县地区长7致密砂岩储层的岩性、物性以及成岩相进行了研究。长7致密砂岩储层岩性主要以长石砂岩为主，孔隙度主要分布在3%~10%之间，渗透率主要分布在0.05~0.60 mD之间。依据成岩作用类型和强度及成岩矿物组合特征，并结合孔隙发育特征，将研究区内岩相划分为中压实绿泥石薄膜胶结原生粒间孔相、中压实不稳定组分溶蚀溶孔相、强压实弱溶蚀微孔相、强压实伊利石胶结致密相和强压实钙质胶结致密相5类。通过对成岩相较为灵敏的自然伽马和声波时差交汇建立成岩相识别标准，利用"优势相"法绘制研究区成岩相平面图。勘探成果显示，成岩相对致密油富集具有一定控制作用。

中国鄂尔多斯盆地苏里格气田广覆性含气，但含气量差异较大。为了探讨影响气水相互作用背景下的流体运移特征，选取了陕234-235井区盒8段和山1段的13块样品，基于气水相渗实验进行研究和分析。结果表明：研究区目的层位储层渗流能力较差，几乎不含Ⅰ型气水相渗曲线，具有Ⅱ型气水相渗曲线的储层是勘探开发的首选层段；可动流体孔隙度、孔隙度、可动流体饱和度、渗透率、有效孔隙体积、有效喉道体积、石英体积分数和碳酸盐岩体积分数对可开采气体的储集空间大小，即可动气体孔隙度大小，具有积极的影响，同时，上述前7种因素对气体的渗流能力，即最大有效气相渗透率，也起着积极的作用；而黏土矿物体积分数对可开采气体的储集空间和渗流能力均起着消极的作用。

为探讨内蒙古贺根山蛇绿岩形成时的物化条件和大地构造环境，选取崇根山蛇绿岩块中未蚀变副矿物铬铁矿进行矿物学和矿物地球化学分析。结果表明：铬铁矿成分均一，不发育环带结构；铬铁矿中的Cr₂O₃质量分数为38.86%~39.12%，Al₂O₃质量分数为26.56%~26.92%，TFeO质量分数为17.37%~17.50%，Cr^#为49.34~49.58，Mg^#为68.82~69.73，Yfe为6.62~6.97，Fe^2+#为30.27~31.18，为富镁铝铬铁矿，其寄主岩石为蛇绿岩；铬铁矿结晶平均温度为1 396.88℃，平均压力为3.35 GPa，推断其形成深度约为103.72 km；相对于FMQ（fayalite magnetite quartz）缓冲剂的地幔氧逸度为FMQ+1.41~FMQ+1.45 lg单位（平均值为FMQ+1.43 lg单位）；地幔熔融程度为20.93%~20.95%（平均值为20.94%）。推测崇根山铬铁矿原岩橄榄岩单元源区为石榴石二辉橄榄岩，形成于亏损地幔。崇根山蛇绿岩为消减带型蛇绿岩，可能产自俯冲带环境中的洋内弧后盆地环境。

本文对阿拉善右旗特拜金矿的赋矿地层进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，获得最年轻碎屑锆石的谐和年龄集中在525~461 Ma之间，峰期年龄为（473±3）Ma，限定了该套地层的最大沉积年龄为中奥陶世。结合区域上呈断层接触的石炭纪本巴图组、大量侵位的早二叠世花岗岩，将赋矿地层时代大致限定为中奥陶世-早二叠世，而不是前人认为的中-新元古代。物源分析表明，古元古代-奥陶纪碎屑锆石最可能来自阿拉善地块变质基底和同造山陆缘岩浆弧，这套赋矿地层可能形成于奥陶纪早期俯冲的弧前盆地背景，与中亚造山事件密切相关。

大平沟金矿床是北阿尔金地区典型金矿床之一，矿化类型以钾长石-石英脉型和蚀变岩型为主，矿体赋存于近东西向韧性剪切带中，围岩为太古宇米兰岩群钾长变粒岩。矿石矿物以黄铁矿为主，另有少量褐铁矿和自然金等。大平沟金矿床含金石英脉中石英的δ¹⁸O_VSMOW值为12.4‰~15.3‰，估算的流体δ¹⁸O_H2O值介于7.4‰~10.3‰之间，石英中流体包裹体的氢同位素为-97‰~-66‰，表明成矿流体以变质流体来源为主；含金石英脉中硫化物的δ³⁴S_VCDT值为6.9‰~8.3‰，主要为壳源硫，与典型造山型金矿的硫值一致；硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为18.310 1~19.373 9，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.587 2~15.654 1，而²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为38.119 1~39.143 9，反映硫化物的铅来源具有造山带铅特征。综合分析认为，大平沟金矿床属于造山型金矿，其形成受近东西向次级断裂和韧性剪切带控制，成矿流体以变质流体为主，成矿物质来源于太古宙深变质岩。

安徽省马鞍山市境内分布一条典型的绿松石矿成矿带，其矿床成因一直存在争议。本次研究选取了该成矿带内笔架山绿松石矿床开展了详细的野外地质考察和室内观察，对绿松石矿石采用偏光显微镜、电子探针、扫描电镜（SEM）和ICP-MS等测试手段进行矿物学、岩石化学方面的分析与测试，并对与绿松石共生的黄铁矿进行了微量元素和δ³⁴S同位素测试。研究表明：绿松石矿床中矿石矿物为绿松石，并含少量石英、黄铁矿、高岭石、叶蜡石、褐铁矿和黄铁钾钒等矿物；绿松石为隐晶质集合体矿物，具变胶结构，SEM显示微晶集合体呈板片状平行或交错生长；与绿松石共生的黄铁矿具中低温热液成因的立方体、五角十二面体及其聚形晶形特征；在w（Ni）-w（Co）关系图中黄铁矿微量元素Co、Ni质量分数分布在岩浆和热液区；δ³⁴S_VCDT同位素（8.3‰~11.9‰）指示硫成矿物质来源于深部岩浆硫和沉积硫，成矿流体由大气降水和深部岩浆水混合而成。结合绿松石矿物组合、矿物生成顺序及共生黄铁矿成矿物质与成矿流体来源综合分析判断，该矿床为火山喷气活动形成的中低温热液蚀变交代（充填）型矿床。

长安金矿是哀牢山成矿带南段典型的大型金矿床之一，矿区内发育大量的碱性岩脉。本文通过对矿区内碱性岩锆石U-Pb年代学、微量元素及Hf同位素的研究，限定碱性岩的形成时间、来源和成因，并进一步探讨该金矿床的成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明长安金矿区碱性岩主要形成于晚始新世（37.0~35.0 Ma）。碱性岩锆石微量元素、Hf同位素和结晶温度等表明其主要来自下地壳火成岩区，在形成过程中存在少量1 648.5~34.8 Ma不同时期的上地壳沉积岩物质的加入，碱性岩是哀牢山韧性剪切活动诱发基性-超基性熔体发生底侵作用，并加热下地壳发生部分熔融的产物。结合前人成矿流体稳定同位素研究结果，提出碱性岩的形成与金矿化是在印度-欧亚板块碰撞下，青藏高原物质东向逃逸诱发哀牢山韧性剪切活动构造背景下的独立产物，他们之间没有直接的成因联系，仅仅是同一构造-地质作用的不同表现形式。

本文对五龙沟矿集区4条辉绿岩脉中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年研究，发现其中大部分锆石为捕获锆石，而拥有最新年龄的锆石可代表岩浆结晶时的锆石，其加权平均年龄为（242.8±2.1）Ma，属于中三叠世。这些辉绿岩脉的w（SiO₂）为42.82%~52.94%，w（Na₂O）为1.98%~4.51%，w（K₂O）为0.70%~2.04%，属于钙碱性和高钙碱性系列；4条岩脉中V、Cr、Ni等质量分数与MgO质量分数均呈正相关，且质量分数较小，表明其岩浆演化过程中经历了以橄榄石、辉石为主的分离结晶作用；其微量元素具有相对富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Eu）和轻稀土元素，亏损高场强元素的特征，Nb/La为0.39~0.50，Nb/Ta为12.16~16.69，Zr/Hf为45.82~47.06，明显和亏损软流圈地幔来源的岩浆不同。综合分析认为，五龙沟矿集区的中三叠世辉绿岩脉大地构造背景为俯冲环境，是受俯冲板片流体改造的岩石圈地幔部分熔融的产物，并经受了一定的地壳混染。

在松辽盆地地质背景研究的基础上，根据盆地南部地区营城组火山岩地质特征对火山机构进行分类，描述其地质特征，并讨论其储层特征。将研究区火山机构分成3类9种，即熔岩类火山机构、碎屑岩类火山机构和复合火山机构3类；熔岩类火山机构包括粗面质熔岩火山机构、玄武质熔岩火山机构、安山质熔岩火山机构、英安质熔岩火山机构和流纹质熔岩火山机构，碎屑岩类火山机构包括玄武质碎屑岩火山机构、安山质碎屑岩火山机构和流纹质碎屑岩火山机构，以及复合火山机构共计9种。并统计了不同类型流纹质火山机构储层的储集空间类型及孔隙度，结果表明：流纹质复合火山机构储集空间类型复杂，储层溶蚀孔缝十分发育，储层物性最好；流纹质碎屑岩火山机构储层溶蚀孔缝较为发育，储层物性中等；流纹质熔岩火山机构储集空间类型单一，储层物性最差。将长岭断陷火山机构内部储层分为高孔-高渗型、中孔-中渗型和低孔-低渗型3类，且有利储层受岩性影响较小，受岩相影响较大。

浙西南遂昌-大柘地区八都岩群在印支期变质事件影响下发生变质变形，通过详细野外调查和岩相学研究，可将其划分为3期变质变形序列：S₁变形期，NW向片麻理记录的残留紧闭褶皱，共生矿物组合为石榴子石变斑晶及其内部定向分布的包裹体矿物，石榴子石+黑云母+石英（泥质）和石榴子石+角闪石+斜长石+石英（长英质）；S₂变形期，区域性宽缓褶皱及NE向缓倾透入性片麻理，共生矿物组合为石榴子石变斑晶及定向分布的基质矿物，矽线石+石榴子石+黑云母+石英+斜长石±钾长石（泥质）和石榴子石+钾长石+斜长石+黑云母+石英（长英质）；S₃变形期，NE向陡倾透入性片麻理及韧脆性断裂大部分被花岗斑岩脉填充，共生矿物组合为石榴子石变斑晶及其周围退变矿物，石榴子石+矽线石+堇青石+斜长石+黑云母+石英±钾长石（泥质）和角闪石+斜长石+黑云母+钛铁矿（长英质）。结合前人研究成果，八都岩群印支期变质事件峰期变质程度达到麻粒岩相，显示顺时针近等温降压（ITD）型的p-T演化轨迹，S₁-S₃变质变形反映出从俯冲碰撞到快速折返冷却的演化过程，伴随S₃同期侵位的花岗斑岩锆石U-Pb定年结果，将该演化过程完成时间约束在229.7 Ma，可能是浙西南地区对印支期古特提斯洋域内印支-华南-华北板块之间俯冲-碰撞过程的响应。

为了探究泥石流的堆积范围，利用LAHARZ软件，对北京市密云县泥石流沟喇嘛栅子南沟进行了数值模拟。结合泥石流沟小流域1：10 000数字高程模型图，模拟了泥石流的堆积范围。首先利用中国部分地区泥石流体积和堆积范围的数据资料，获得了泥石流体体积与其堆积范围的新的统计模型B=11.42V^0.7156；然后通过模拟沟道与实际沟道的对比，确定了最佳沟道阈值为15 000；再结合现场调查统计和降雨历史资料，确定了10年、20年、50年和100年一遇暴雨条件的泥石流体积值，分别为56 500、72 900、94 200和113 100 m³；最后在此基础上对该条泥石流沟的堆积范围进行了预测。结果表明，100年一遇的暴雨条件下泥石流堆积面积为48 729 m²，到达最远距离约为490 m，已影响下游村庄。

受青藏高原地质构造作用和末次冰期暖湿气候的影响，金沙江深切成谷，高山峡谷区发育大量的大型滑坡，在降雨和河（库）水升降等作用下复活。为了分析降雨型深切河谷的斜坡稳定性机制，以百胜滑坡为例，采用地面调查和地质力学分析方法，对滑坡的演化过程、形成机制、地质力学模型进行研究。研究表明，滑坡形成及复活演化过程可分为原始斜坡、岩体卸荷劣化、挤压塑性流变、降雨诱发失稳、滑体解体压密蠕滑、局部复活等6个阶段。在深切河谷的形成过程中，斜坡岩体在卸荷拉裂、后期水弱化和泥化等多种耦合作用下由稳态逐步演化至失稳。计算结果表明，天然工况下稳定性系数为1.12，处于基本稳定状态；暴雨及库水位涨落工况下稳定性系数为0.98，失稳破坏。

青藏高原板块缝合带为印度板块和欧亚板块两大陆块的缝合区域，带区地质条件复杂，构造运动强烈。川藏线拉林铁路几乎沿雅鲁藏布江缝合带展布，高地应力问题十分突出，但目前针对板块缝合带隧道的地应力研究相对较少。本文采用空心包体法对拉林铁路沿线隧道进行了原位地应力测量，并与成兰、兰渝和锦屏等几个典型工程的地应力进行对比分析。研究表明：拉林铁路沿线隧道埋深大，构造应力突出，总体表现为最大水平主应力 > 垂直主应力 > 最小水平主应力；平均侧压系数（1.0~1.5）分布较为集中且处于较高水平；最大主应力量值大多在20~50 MPa之间，最大主应力与埋深的梯度为0.033 7 MPa/m，方向以北北西-北北东向为主。建议采用仰拱结构减小隧道墙脚处的应力集中现象。

为了更深入地研究深基坑开挖对周边环境的影响，运用Midas GTS/NX软件对长春某深基坑工程开挖过程中周边建筑物进行了模拟，并与现场监测结果进行对比分析，探讨了周边环境的变化规律。结果表明：深基坑开挖会引起围护结构产生朝向基坑内的水平位移，位移最大值为10.8 mm，与实际监测数据7.9 mm相差了2.9 mm，计算结果与实测结果在误差许可范围内基本吻合；对于浅基础建筑物，在距离基坑0.6H~0.8H（H为基坑开挖深度）处建筑物沉降和地表沉降差异较大，建筑物表现为不均匀沉降。

准确确定咸淡水界面位置是评价咸水入侵范围的前提。对于咸淡水界面位置的确定，传统研究以水化学法和物探法为主。为克服单一使用传统方法造成的人力、物力和财力的大量浪费，以莱州湾西南岸广饶县小清河以南咸水入侵区为研究对象，在综合分析研究区地下水开采现状、水化学监测结果的基础上，选择3个典型断面，采用水化学法中的野外现场电导率法，快速判断咸淡水界面大致位置（某两眼监测井之间）；再在一咸一淡的两眼监测井之间，采用高密度电阻率法快速、准确地确定咸淡水界面的空间分布。结果表明：该地区的地下水电导率若大于1.61 mS/cm，即可认为此处受到咸水入侵；咸淡水界面位置的视电阻率特征值为11~13 Ω·m，咸淡水界面附近咸水体呈舌状入侵并主要发生在地表以下13 m内的浅层地下水中。

异重流在自然环境界及工程应用中广泛存在。本文于线性层结及非层结盐水中开展了一系列实验，对开闸式异重流通过植被群的发展和演变特性进行了研究。采用高速相机对异重流头部位置、头部速度和掺混系数等进行了分析，结果表明：异重流在层结水体中头部速度明显减小；层结水体和植被对异重流掺混均有抑制作用；当层结水体和植被同时存在时，异重流的掺混程度与植被高度和水深之比α相关，当α=0.43时，异重流的掺混最为剧烈。本研究也利用粒子图像测速仪（particle image velocimetry，PIV）对异重流局部区域的速度场和涡度场进行研究，结果显示，层结环境抑制异重流正负涡度场发展，但当α=0.20时，即一部分异重流爬上植被顶部时，层结水体与植被的协同效应对跃上植被顶端的异重流下界面涡度有强化作用。

为研究高温岩体储留层注水过程中缝网间距对储留层岩体温度的影响规律，建立了考虑热对流和热传导效应的热流固耦合力学模型。以水平井多簇缝网地热开发为例，将缝网及其周围岩体简化为等效的多孔介质，利用ABAQUS二次开发功能实现了流固耦合和热对流耦合。模拟结果表明：储留层岩体温度的变化按注水持续时间分为3个阶段：初温保持阶段，该阶段储留层岩体温度保持原始温度，缝网间距的不同对储留层岩体整体温度无影响；快速降温阶段，该阶段储留层岩体温度下降随注水时间呈现负指数变化规律，缝网间距与储留层岩体温度呈正相关关系；温度缓慢下降平稳阶段，该阶段初期缝网间距与储留层岩体温度的关系和快速降温阶段一致，但后期缝网间距与储留层岩体温度呈负相关关系。空间上，在岩体温度高的区域，缝网间距越小，岩体温度变化梯度越大；在岩体温度较低的区域，缝网间距越小，岩体温度变化梯度越小。

传统原位土壤淋洗修复存在淋洗效率低、淋洗液迁移难控制、污染范围易扩大的弊端。胶态微泡沫（CGAs）密度轻、粒径小、流动性好，可以有效解决传统液相淋洗修复中的问题。在修复过程中，压力作为一项重要的指标，可以有效地反映CGAs在介质中的迁移分布；因而本研究通过一维和二维动态模拟实验探讨了介质粒径、介质含水量、聚合物（黄原胶）添加等对土壤修复体系压力的影响以及CGAs在土壤中的运移规律。研究表明：随着介质粒径、介质含水量、黄原胶质量浓度的增大，体系中压力总体呈现降低趋势；CGAs从模拟槽一侧单点注入介质时，其在介质中的迁移轨迹呈现近似半圆形，在覆盖区域分布均匀，能够有效克服重力对其迁移分布的影响；随着介质粒径的增大，CGAs在介质中的波及效率先增大后减小，介质粒径为0.8~1.0 mm时波及效率最大，为34.77%；随着含水量的增加，CGAs的波及效率随之增加；黄原胶的添加有效增加了CGAs在介质中的波及效率，黄原胶质量浓度为500 mg/L时CGAs波及效率最大，为40.28%，是未添加黄原胶时的1.48倍。

受印度-亚洲大陆碰撞造山作用的影响，扎西康矿集区内断裂构造发育，区内的铅锌多金属矿体赋存于下侏罗统日当组中，容矿围岩为含炭钙质板岩、钙质板岩和构造角砾岩，矿体严格受近南北向和北东断裂控制，呈脉状、透镜状产出。为了解扎西康矿集区构造情况及构造与成矿关系，笔者对开展的1：5万重磁测量获得的数据进行向上延拓，研究表明：矿集区具有反"L"异常分区特征，已知的矿床均处于低磁、低重区域，且深部存在多个隐伏岩体；再对数据进行水平方向导数、水平梯度模量和垂向二阶导数处理分析，解译出4条矿集区主断裂和1条次级断裂且该次级断裂为主要控矿断裂；主断裂或次级断裂圈闭区为成矿有利区，并划定4个成矿有利区；结合年代地质学、地球化学特征对构造格架与成矿进行了探讨，认为当具有一定构造格架时，则存在找矿潜力。

卷积完全匹配层（convolution perfectly matched layer，CPML）吸收边界是一种高效处理波动方程数值模拟中人工边界反射波的方法。本文基于传统的一阶系统CPML吸收边界条件推广并推导了新的二阶系统CPML边界条件（NCPML）。与常规二阶系统CPML边界条件不同，新边界条件推导的核心思想是在复数-频率域中忽略部分衰减因子空间变化特性，避免其在时间域产生复杂卷积算子，然后反变换至时间域得到基于CPML吸收条件的二阶标量波方程，并应用于二阶标量波方程数值模拟。均匀介质模型测试验证了NCPML吸收条件在内存使用上相对于常规二阶系统CPML与SPML（split PML）吸收条件更少。在对人工边界反射的吸收效果上，NCPML稍逊色于常规二阶系统CPML，但二者均相对于SPML优势明显。最后通过层状模型和Marmousi模型测试验证了NCPML的稳定性及其在效率上的优势。

利用高频面波反演横波速度一直是浅地表地震工程研究的热点。为深入认识利用高频面波（瑞雷波和勒夫波）评价横波速度的能力，本文首先采取高阶交错网格有限差分法实现两层模型的瑞雷波和勒夫波数值模拟，并应用τ-p变换形成频散能量图。相比瑞雷波，不同模式的勒夫波频散能量很接近，这说明易于实现多模式勒夫波反演。然后利用线性映射实现广义模式识别这种非线性反演方法对含软弱夹层的四层模型的基模式、多模式瑞雷波和勒夫波的变厚度反演。若初始模型很拙劣，相比勒夫波，瑞雷波基模式反演不能重建地层中含有软弱夹层这一特征，瑞雷波多模式反演则可以重建这一特征；勒夫波基模式和多模式反演都可以重建这一特征。即使在地层的泊松比与估计值相差很大时，瑞雷波多模式反演仍能重建地层结构，但其频散曲线总是存在"模式接吻"现象，容易模式误判；而勒夫波反演则不用估计地层泊松比，也不存在"模式接吻"现象。一系列算例表明：高模式瑞雷波的加入会显著提高横波速度评价结果的精度；而高模式勒夫波的加入会令反演系统对半空间以上异常层的参数过于敏感，造成参数过度估计，但也会显著提升对半空间横波速度的评价能力。最后，应用本文方法实现了对实测勒夫波数据的分析。

τ-p变换是一种经典的函数投影变换方法，在地震数据处理中有着广泛的应用，可以根据地震数据射线参数的差异，实现信噪分离、地震道插值、平面波分解等。但是，由于τ-p变换的精度和分辨率受到相应数学反问题的限制，在保证较高变换精度的前提下，τ-p变换计算速度的加快，以及相应滤波算子的设计等都值得研究。本文提出了基于径向道变换的τ-p变换方法和基于斜率分解的τ-p变换方法，阐明了两种方法的基本原理并与常规τ-p变换方法进行对比。基于径向道变换的τ-p变换方法利用快速Fourier变换和径向道变换，能有效减少τ-p变换的耗时；基于斜率分解的τ-p变换方法运用斜率分解算法，能进行高分辨率τ-p变换，并且提供冗余变换维度（τ-x-p域），使滤波器算子的设计更灵活。数值实验结果表明，两种实现方法分别在计算速度和重构精度上优于传统τ-p变换算法。通过面波噪声压制的实际数据处理和比较，证明本文提出的两种τ-p变换实现方法可以为实际处理提供更加有效和灵活的实施方案。

多孔性海底沉积层的声速、密度、孔隙结构等声学参数是描述海底地质的重要信息，也是声场数值预报、沿岸工程建设地点选择等工程应用中所必须的参数。本文从海底后向半平面不完全投影的散射特性出发，拓展医学上的衍射CT技术，重新推导出收发分置测试系统目标散射强度和相关图像剖面频谱样本的关系式。运用随机生长四参数生成法构建声场图像模型，通过收发分置散射声场的有限稀疏样本，完成单一方向入射线性调频波条件下的剖面图像信息反演验证，得出影响声学参数精度的调频波频率间隔和测量方向数，进一步反演多孔性海底沉积层的孔隙度和平均阻抗指数。与基于网格剖分的数值计算方法相比，本文方法计算效率提高约两个数量级。

研究城乡土地利用变化规律与驱动机制，有利于实现区域土地资源可持续发展。本文以长春市为例，以监督分类与人工解译相结合的方式对1997、2007和2017年Landsat卫星影像进行分类，总体精度分别为93.06%，90.70%和94.12%。1997-2017年，草地、耕地和其他土地面积分别减少354.74、922.11和55.35 km²，建设用地、水域和林地面积分别增加1 154.14、70.38和107.54 km²，整体表现为建设用地向周边扩张，侵占其他用地类型面积。利用未来土地利用模拟（future land use simulation，FLUS）模型，以2007年分类数据为基础，结合地形、交通区位和社会经济等土地利用变化驱动因子，仿真2017年土地利用格局，仿真结果与真实情况吻合较好，仿真精度达85.10%，Kappa系数为0.821 2，验证了模型和驱动因子精度可靠，符合土地利用变化趋势。以此模型因子预测2027年土地利用格局，结果表明：在城镇周围，建设用地将持续侵占耕地、林地、草地和其他土地的面积，但趋势减缓，同时林地面积和水域面积增加。

连续在线滨海湿地生态物联网观测系统，因传感器技术局限及环境干扰会产生异常观测数据，影响数据使用，有效的数据预处理极为重要。以上海崇明东滩国际重要湿地生态观测数据为研究对象，将异常数据分为数值异常、波动异常与异常事件3种类型，基于回归残差概率分布异常检测算法，使用查找表和多指标时间序列模型，综合多环境要素相互关系，构建针对滨海湿地生态观测的数据预处理方法。相比传统方法，该方法在保证异常数据检测精度的同时，更好地区分了异常事件与传感器异常，减少误判。通过分析9个指标5万余条数据，以10^-8~10^-20的阈值分别检测出0.18%~8.12%的数值异常和波动异常，以及2次异常事件。分析数据预处理结果，传感器的观测原理、观测季节等因素会影响传感器的稳定性，人类活动是造成观测区异常事件发生的主要因素。