Modelling dispersion in complex open channel flows: Fuzzy calibration (2)

Part 1 of this study assessed the effectiveness of dispersion models based around random particle tracking (RPT) applied an overbank flow in the Flood Channel Facility at HR Wallingford. Several of the RPT models that were used predicted the mixing behaviour of the tracer in the complex channel flow to within an acceptable accuracy. If there is no uniqueness in the model structure which can be used to represent the true system to within the limitations of the available observations, then this implies an inherent degree of ambiguity in our knowledge of the physically based model structure. This suggests that we should be less forthright in the optimisation of each individual model structure, and perhaps investigate more of the parameter combinations for each model which yield feasible simulations of the system. An alternative fuzzy calibration technique is introduced which avoids the optimisation process and takes account of uncertainties in the model structure, parameter sets and observed data in prediction.     

小波变换压制噪声在单道地震资料处理中的应用

海洋区域地质调查中,单道地震勘探以其高分辨率、方便快捷等优点成为揭示浅地层地质构造的重要手段之一.结合前人研究成果并出于保护信号的完整性,对低频部分的噪声采用带通滤波进行滤除,而对高频信号中的随机噪声采用小波阈值去噪方法进行压制处理.在小波阈值去噪过程中,通过比较选用最佳小波基函数sym5对地震剖面进行三层小波分解.结果表明:两种阈值去噪方法在带通滤波的基础上进一步提升了剖面的质量,使得反射层面变得连续可追踪.软阈值去噪滤掉了剖面上的较多信息,去噪效果较为彻底,硬阈值去噪则保留了较多的细节信息.     

Nonlinear random wave-induced drag force on a vegetation field

This paper provides a practical method by which the drag force on a vegetation field beneath nonlinear random waves can be estimated. This is achieved by using a simple drag formula together with an empirical drag coefficient given by Mendez et al. (Mendez, F.J., Losada, I.J., Losada, M.A., 1999. Hydrodynamics induced by wind waves in a vegetation field. J. Geophys. Res. 104 (C8), 18383–18396). Effects of nonlinear waves are included by using Stokes second order wave theory where the basic harmonic motion is assumed to be a stationary Gaussian narrow–band random process. An example of calculation is also presented.     

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中国碳强度关键影响因子的机器学习识别及其演进

碳强度影响因子数量众多,通过在众多因子中评估其重要性以识别出关键影响因子进而解析碳强度关键因子的变化规律,是中国2030年碳强度能否实现比2005年下降60%~65%目标的科学基础。传统的回归分析方法对于评估众多因子的重要性存在多重共线性等问题,而机器学习处理海量数据则具有较好的稳健性等优点。本文从能源结构、产业结构、技术进步和居民消费等方面选取了56个中国碳强度影响因子指标,采用随机森林算法基于信息熵评估了1980-2014年逐年各项因子的重要性,通过指标数量与信息熵的对应关系统一筛选出每年重要性最大的前22个指标作为相应年度关键影响因子,最终依据关键影响因子的变化趋势划分了3个阶段作了演进分析。结果发现：1980-1991年,碳强度的关键因子主要以高耗能产业规模及占比、化石能源占比和技术进步为主;1992-2007年,中国经济进入快车道增长时期,服务业占比和化石能源价格对碳强度的影响作用开始显现,居民传统消费的影响作用在增大;2008年全球金融危机后,中国进入经济结构深化调整时期,节能减排力度大大增强,新能源占比和居民新兴消费的影响作用迅速显现。为实现2030年碳强度下降60%~65%目标,优化能源结构和产业结构,促进技术进步,提倡绿色消费,强化政策调控是未来需要采取的主要措施。     

基于随机森林的中小跨径公路梁桥双柱墩地震易损性模型

为准确建立线路中小跨径梁桥桥墩的地震易损性模型,采用统计工具得到某山区高速公路桥梁双柱墩的结构、几何和材料特性的概率分布,由拉丁超立方体抽样生成桥墩属性数据集,建立了参数化的有限元模型.通过Pushover分析和基于非弹性需求谱的能力谱方法获取双柱墩的地震需求和抗震性能数据点,提出由随机森林(RF)模型建立桥墩地震易损...     

随机介质模型的一种构造方法

为更好地描述真实的地下介质特点,提出了一种局部随机位置或固定位置任意形状截取法并结合多尺度建模技术来共同构造随机介质模型的新方法。从现有的随机建模理论出发,在有效的建模区域内产生或者给定局部扰动位置,以此作为局部扰动分布区的中心点,引入局部扰动半径R和局部随机或给定扰动角度θ两个模型特征量,采用局部位置任意形状截取法并充填各种随机介质,从而构造各种不同的随机介质模型。给出了局部位置任意形状截取法的基本步骤和应用实例。     

消减地震勘探随机噪声:导数算子约束下的维纳滤波

为使传统的维纳滤波方法在最小均方准则下的解更准确、稳定,采用正则化思想,提出导数算子约束下的最小均方准则;在这种准则下,推导了维纳滤波因子及其频率响应.通过在不同频段取不同的正则化函数值,控制滤波结果.理论及实际地震勘探资料的分析表明:正则化维纳滤波去噪效果比传统维纳滤波好,且对有效波的损失较小,表明了文中所取正则项的可行性及有效性.最后讨论了通过建立正则化函数关系式,方便地提供正则化函数值以及圆滑振幅谱对改进滤波效果的可能性.     

随机森林算法在全球干旱评估中的应用

干旱是发生频率最高,造成社会、经济损失和生态破坏最严重、最广泛的自然灾害之一,因此对干旱进行可靠、有效的评估十分重要。本文以月平均降水、月平均温度、月最高温度、月最低温度、土壤湿度、蒸散发、NDVI、叶绿素荧光等作为解释变量,以基于SPI的干旱等级作为目标变量,采用随机森林算法,以2007—2012年的数据作为训练数据,以2013—2014年的数据作为预测数据,对全球11个气候区分别建立干旱等级评估模型。研究结论如下：SPI的时间尺度影响模型精度,在基于SPI1、SPI3、SPI6和SPI12划分的干旱等级的评估模型中,以基于SPI1的干旱等级为目标变量的模型的预测精度（60%~75%）较高,且模型能够捕捉到EM-DAT旱灾记录次数的90.91%、月份的78.47%,表明该模型对实际干旱事件具有良好的评估性能;干旱等级划分标准对模型的预测性能影响较小,可根据需求选择标准I（干旱/非干旱）或标准Ⅱ（重旱/非重旱）进行干旱评估;解释变量的相对重要性与SPI的时间尺度和气候差异等因素有关。降水对基于SPI1的干旱等级的重要性最大,随着SPI时间尺度的增加,降水的重要性逐渐减小,温度、土壤湿度、NDVI和ET的重要性逐渐增大。降水以外的其他变量在不同气候区的重要性不同。在热带气候区、亚寒带气候区和苔原气候区,温度或蒸散发的影响较大;在干燥气候区,土壤湿度的影响较大;在温带气候区,仍以降水的相对重要性最大;在湿润大陆性气候区,植被对干旱的影响较大。     

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