基于图像分割的煤岩割理CT图像各向异性特征

利用工业CT对自然煤岩样进行断层扫描观测。针对煤岩裂隙系统的多尺度、各向异性特征,应用Canny算子图像分割与方向性边缘检测技术,提取煤岩CT图像割理的总体特征、水平方向和垂直方向特征;根据特征图像计算了煤岩样的总体分形维数、孔隙度,各向异性分形维数与孔隙度及其在三维空间中的分布;讨论了分形维数与孔隙度、渗透率之间的关系,并根据煤岩样的分形维数、孔隙度对实际工程岩体的孔隙度和渗透率进行了外推计算。研究表明,煤岩样不同扫描断面的分形维数和孔隙度不同,同一煤样同一断面不同方向的分形维数与孔隙度亦不相同。利用图像分割与边缘检测对工业CT图像进行分析,可以对煤岩的各向异性分形维数与孔隙度在2D与3D空间进行精细描述。      

基于数字岩心分形特征的渗透率预测方法

基于数字岩心技术,对岩心CT扫描图像进行处理,结合分形理论求取数字岩心的分形特征参数并通过构建数字岩心的等效分形介质模型对岩心渗透率进行预测。首先对两块砂岩岩心进行了微米CT扫描,提取岩心孔隙网络模型,分析岩心孔隙结构特征,结果表明岩心的孔喉半径分布与孔喉配位数分布对岩心渗透率有一定影响;其次利用MATLAB、Image J等软件对CT扫描得到的数字岩心及帝国理工学院网站公开的数字岩心进行处理,基于分形理论求取数字岩心分形维数、迂曲度、迂曲度分形维数和最大孔隙直径等参数;最后基于分形渗透率模型对岩心渗透率进行预测。结果表明：预测渗透率与岩心渗透率具有良好的相关性,相关系数大于0.97。因此,基于数字岩心技术,通过构建数字岩心等效分形介质模型,可以有效预测岩心渗透率。     

地理信息系统在地质现象分形研究的应用

地理信息系统和分形理论皆为蓬勃发展的新兴学科，是地学研究的有力手段。本文应用地理信息系统对云南金矿的集群分形分布、密度分形分布、储量分形分布进行了研究，并对云南地层进行了R／S分析。研究表明地理信息系统能够满足大部分地质现象的分形研究的需要，且更简单精细，同时获得了一些对找矿勘查有价值的成果。     

鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性表征

基于高压压汞和核磁共振测试方法,结合分形理论对鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性进行了表征。采用毛管束模型和润湿相模型计算了高压压汞孔喉分形维数,利用核磁共振测试T₂谱分别计算了大孔、中孔、小孔以及总孔隙的分形维数;对各分形维数与油藏物性之间的关系进行了对比分析。研究表明：基于高压压汞曲线计算岩心分形维数时,相比于润湿相模型,毛管束模型计算得到的分形维数与油藏物性之间具有更好的相关性,随着分形维数增加,平均半径减小,孔喉结构非均质性增强,油藏物性变差。核磁总孔隙分形维数与油藏物性相关性较差,大孔和中孔的分形维数与油藏物性具有较好的相关性,其中随着大孔和中孔分形维数增加,岩心渗透率降低,油藏物性变差;与小孔相比,大孔和中孔的分形维数与油藏物性的相关性更强,表明致密砂岩储层物性主要受大孔和中孔控制,分形维数可以有效表征致密砂岩小孔、中孔和大孔对油藏物性的影响。     

基于孔隙分形维数的土壤大孔隙流水力特征参数研究

根据数字图像制备分析技术得到大孔隙数目、大小和形状等特征数据,用分形理论计算孔隙分形维数,并对两类不同质地土壤的孔隙分形维数进行分析比较,应用基于孔隙分形维数的大孔隙分形模型,建立了土壤水分特征曲线和非饱和导水率的预测模型。结果表明,孔隙分形维数D_v可定量描述不同质地土壤结构,其模型预测精度优于颗粒大小分布估计的分形模型,可用于实际问题的研究。     

胶东地区未发现金矿床资源总量的分形估计

随着分形理论的产生和发展及人们对矿产资源分布特征认识的深化,应用分形方法估计未发现的矿产资源总量便应用而生。基于矿产资源分形分布日益被揭示的事实,分形估计的结果具有较高的可靠性。利用分形方法对胶东地区未发现金矿床的资源总量进行了估计。     

地学分形研究中值得注意的几个问题

以扇形沉积体的分形研究为例,针对分形理论在地学应用领域中存在的一系列值得注意和深入探讨的问题,如分形的层次、尺度及线性无标度区、分维数测定方法的选择、分形动力学与分形重构、构造分形Ｄｓ与结构分形Ｄｔ的关系、分形模拟和预测等、进行了分析和讨论,并强调指出,在地学领域中基于非线性动力学理论和非线性数学方法基础之上的扮形动力学模拟具有重要的理论和实际意义。     

储层砂岩孔隙分形性质的研究

根据统计特征体测量分形维数的测试原理，用砂岩断面的扫描电镜图片半自动分析方法，对砂岩孔隙的分形维数和分形孔隙度进行了测试，得到了储层砂岩隙的分形性质与砂岩的成分结构及作岩作用的关系，文章还对分形范围，分形维数，分形孔隙度及分形孔隙度与总孔隙度之比值作了评述。     

鄂尔多斯盆地子洲-清涧地区山西组山2~3段铀、钍、钾测井曲线的分形特征及其沉积物源意义

随着鄂尔多斯盆地子洲-清涧地区上古生界碎屑岩气藏研究的深入,其物源问题引起了人们的关注。为查明物源问题,本文应用分形理论对山西组山2~3段的沉积物源进行了研究,系统地分析了铀、钍、钾测井曲线的分形特征、分形特征在沉积物源分析中的应用过程以及分形特征对沉积物源的响应机理。结果表明,铀、钍、钾测井曲线具有分形特征,其分形特征对沉积物源具有一定程度的响应,研究区内西北部物源控制区与东北部物源控制区具有不同的沉积物源分形响应特征,通过分形响应得到的沉积物源分析结果与已有的地质认识较为吻合。分形特征研究为沉积物源的分析提供了一种途径,具有一定的应用价值。     

合肥地区膨胀土颗粒粒径的分形分维研究

简要介绍了分形几何的相关理论 ,通过推求膨胀土颗粒粒径的质量分形特征函数得出了膨胀土颗粒粒径的分形分维简易、方便的计算公式。用筛选法和比重计 (相对密度计 )法对合肥地区有代表性的膨胀土试样进行分析、整理 ,给出了该地区的膨胀土颗粒粒径的分形分维值大致范围 ,为进一步深入研究该地区膨胀土性质和结构奠定了基础     

基于MAPGIS的分形方法确定化探异常

地球化学元素的异常下限值确定是地球化学中重要的问题之一,目前还没有一个令人满意的具有科学依据的计算方法。传统的化探异常下限值计算是基于元素的地球化学分布呈正态分布或元素含量在空间上呈连续的变化这一假设为基础的,而事实上地球化学元素含量的空间分布是极其复杂的,研究表明,地球化学景观可能是一个具有低维吸引子的混沌系统,元素的地球化学背景值和异常具有各自独立的幂指数关系,由此导致了一种多重分形分布,因而可以利用元素的分形分布求出其异常下限。利用元素的分形分布求异常下限的几种常用方法均是以求取不同尺度r下,对应的N(r)数。如果用手工统计方法计算,计算过程简单但繁琐,地理信息系统((}IS)可以实现图形单元的动态查询和属性统计,这种特性很适合于统计不同尺度r下对应的N(r),因此,可以将分形方法与地理信息系统加以结合,在CIS平台上对地学图形和属性信息进行分析及统计处理,将原来比较繁杂的分形计算操作变得方便简捷,易于实现。本文以武汉中地信息公司开发的．MAPGIS地理信息系统为例,对河北某地1：5万Cu元素化探数据进行了处理,具体说明了以MAPGIS为工具,利用分形方法求取元素化探异常下限的过程,并将计算结果与传统异常下限计算方法所得的结果进行了对比,所得的异常下限值相近或一致,但由于传统的计算方法不仅要求对原始数据进行预处理,而且在下限值的确定上需要结合本地区的实际地质情况确定,因此人为干扰因素较大,而利用基于MAPGIS的分形方法计算元素异常下限值不仅操作简单,而且计算时由于不受元素特高值的影响,因而不用对原始数据进行预处理,人为干扰因素较少。通过对比得知该方法在实践工作中可行。     

一种新的粒度指标:沉积物粒度分维值及其环境意义

根据分形理论，对1000个不同类型沉积物样品的粒度分形结构及其分维值作了定量计算。结果表明：各类型沉积物都具有良好的统计自相似性，并且各自有着不同的分维值。粒度分维值的大小与分选好坏密切相关。没有经过外力搬运与分选的风化破碎物质(碎屑物)——断层泥、冻土的粒度分维值接近于碎形体的分维值2．60左右；经过外力搬运但分选作用较弱的冰碛物、水石流、泥石流堆积物的粒度分维值也接近2．60；而经过强烈外力分选作用的河床、湖泊沉积物、潮滩及海底沉积物的分维值明显偏小。鉴于此，本认为分维值可以作为沉积物类型判别的重要参数之一。     

煤中断裂分布的分形特征

运用分形理论对平顶山高庄矿戊8煤中断裂分布的分形特征进行了研究,结果表明,煤中断裂分布具有良好的统计自相似性,可以用分维描述。分维等值线图能有效地反映煤中断裂分布的复杂程度、分布范围和展布方向。分维是煤中断裂分布长度、条数和分布均匀程度等参数的综合指标,该指标随以上参数的变化而变化。      

中国旱灾分维及其灾情演变趋势研究

根据分形理论,首先分析了中国旱灾中的分形结构,然后运用常规统计方法分析了中国旱灾灾情的趋势,在此基础上探讨了对我国实施可持续发展战略的有益启示。     

岩溶形态系统的分形特征及其机理探讨

运用分形理论，系统研究了构成岩溶形态系统的岩溶地貌、水文网和洞穴系统的分形特征，并计算了分维值，以鄂西岩溶区的地貌小区为例，建立了地表峰体的分维与控制岩溶系统发育的岩性，外源水等因素的联系，揭示了分维的岩溶学含义，进而从岩溶系统介质场结构及岩溶作用过程的非线性动力特征分析探讨了岩溶形态系统的分形机理。     

分形理论与工程地质学

介绍了分形理论在工程地质学中的研究现状及进展；讨论了破裂系分形、地震分形、岩土介质分形、岩石力学分形及滑坡、泥石流分形五大问题；分析了目前研究中存在的问题；展望了工程地质学分形研究的未来趋势。     

On Fractal Dimensions of China's Coastlines

The fractal dimensions of China's coastlines are preliminarily discussed on the basis of GIS in this paper. Some significant conclusions are drawn. The fractal relationship between the length of China's continental coastline L and the yardstick r is log L = 3.99 – 0.16 log r on the scale 1:2,500,000 map. The fractal relationship between the length of Jiangsu province's coastline and the yardstick may be established as log L = 2.82 – 0.10 log r on the scale 1:50,000 map. Using the divider method, the fractal dimension of China's continental coastline is 1.16, Taiwan Island is 1.04, etc. The fractal dimensions of coastlines of the Bohai sea, the Yellow sea, the East China sea, and the South China sea tend to increase from north to south, indicating that the complexity of China's coastlines increases toward low latitudes. The substantial components of coast, biological function, and climate from north to south result in a change in fractal dimensions along the coasts of China. The fractal dimension of a coastline is different from the average fractal dimension of all its parts. The more parts of a coastline, the larger the difference between the fractal dimension of the original coastline and the average fractal dimension of all its parts. Faults control the basic trends and fractal dimensions of coastlines as a whole in the studied areas of Taiwan Island and Changle-Lufeng. The more the controlling effect of the faults, the smaller the fractal dimension of the coastline. The less the controlling effect of the faults, the larger the fractal dimension of the coastline. The results indicate that the faults control not only the basic trend of a coastline but also the complexity in the studied areas of Taiwan Island and Changle-Lufeng.     

中国金矿床分形分布及对超大型矿床的勘查意义

根据中国４４２个岩金矿床的空间坐标和储量数据,研究了中国岩金矿床的空间和储量分布分形特征。研究表明,在两个尺度范围内金矿床在空间上呈分形分布,其群集分布的分维Ｄ分别为０．２２９３（２０￣１５０ｋｍ）和１．３０７３（１５０￣５０００ｋｍ）;矿床密度分布的Ｄ值分别为０．４２８９（２￣１００ｋｍ）和１．４６２１（１００￣１５００ｋｍ）。通过研究还发现,矿床储量与频数之间也呈分形关系。在此基础上,提出了中     

褶皱复杂程度的分形分类

本文根据褶皱的白相似性特征,引用分形概念,分析褶皱的分形分布特性,并利用MichaelBamsley（1986）的分形插值理论首次模拟褶皱的复杂形态,主要利用插值点（x、y）和褶皱扰动系数d模拟各种褶皱,在此基础上,提出褶皱复杂程度的分形分类方案。这种新的分类方案即褶皱形态的传统分类名称附缀分形分类名称,解决了传统分类方法不能区分褶皱复杂性的难题。这种方法使褶皱的形态分析达到较精确的定量描述和分类,分形分类方法是对褶雏形态分类的一个补充。