Manifestation and measurement of the fractal characteristics of karst hydrogeological formations

A new method of estimating the fractal dimension of the percolation backbone of karst systems, which are discharged through karst springs, is presented. This method is based on the simulation of the spring by the MODKARST deterministic mathematical model. Application has been made to the Psiloritis karst formation in Crete, which feeds the periodically brackish karst spring “Almiros” in Crete. Furthermore, the estimated dimension justifies an independently determined power law that quantifies the sea intrusion into the karst system.     

地图目标局部分形描述的元分维模型的实现

提出了一种基于分形理论的元分维模型，可以用于描述地图目标的局部形态特征变化，为地图目标的进一步分析应用提供了一个新的思路。     

三维高密度电阻率E SCAN法有限元模拟异常特征研究

工程电法勘探中，常需要探测埋深不大、规模较小、分布复杂的目标体，对探测方法的精度要求较高.由于三维高密度电阻率法数据采集密度大，可对目标体进行多方位观测，是目前工程探测中常用的方法之一.本文对三维高密度电阻率E SCAN法的视电阻率异常特征进行研究.设计几种典型地质体模型，利用有限单元法进行正演计算，并分析其异常特征和分布规律.算例结果表明，E SCAN法对低阻体的分辨能力强于高阻体.无需对所有电极进行扫描供电观测，即可分辨地质体电性特征及水平位置，但观测结果难以分辨地质体纵向延伸.     

高密度电法的三维数据场可视化

高密度电法是重要物探方法之一，由于它具有施工快捷、分辨率高、可靠性好、图像直观等优点，已被广泛应用于寻找金属非金属矿、地下水及各类工程地质勘察等众多领域.目前，该方法在数据资料处理方面还局限在二维图像.本文结合在山西阳泉复杂采空区利用高密度电法和高精度GPS测量联合勘察的工程实例，基于WinDisp软件平台，实现了高密度电法的三维数据场可视化，构建了视电阻率参数下的三维地质体结构模型，并且可以任意移动、旋转、切片、分层显示、实时显示真实地理坐标等.该模型客观、真实、形象地反映了电性异常的三维地质结构，为高分辨率预测复杂采空区的空间分布特征提供了直观、可靠的资料.     

长江三峡巴东复杂斜坡系统成因研究

三峡库区巴东县新城区所在的扇形大斜坡是一个复杂斜坡系统。斜坡后缘边界的挤压变形带是斜坡整体沿其底界面（T1j^3-T2b^1）之间岩层界面向长江发生重力蠕滑作用的结果，不存在“巴东断裂”问题。斜坡系统内部未发现成规模的褶皱，也不存在数量众多的内动力成因的断裂带。巴东斜坡区浅表生变形破坏类型可概括为侧向拉裂、“雪崩式”垮塌、表层风化、侧向滑移张剪破裂、岩层折断变位、软岩膝折剪破裂和压扭破裂又重胶结7种重力卸荷破坏力学模式。斜坡系统内部发育分期分区（块）滑动（滑坡）现象，但不存在构造地质意义上的“断层”形迹。在地貌形态上，巴东大斜坡被4条冲沟分割成5个斜坡单元。在斜坡地质结构、成因类型与空间分布上，巴东大斜坡可划分为3个层次，即表层崩塌滑坡成因为主的堆积层（第一层次），冲沟分割且浅表生地质形迹发育的层状顺倾的中间基岩层（第二层次）和整体连续顺倾的深层基岩层（第三层次）。分形几何计算证明，巴东大斜坡的地貌形态尚处于侵蚀发育的青（幼）年期。FLAC^3D数值模拟发现，在长江侵蚀下切的不同阶段，巴东斜坡体前缘和后缘接近底界面位置塑性变形区分布集中，但不具备沿深层界面发生整体滑动剪出的可能性。基本认识是，“巴东复杂斜坡系统”是在官渡口-东瀼口向斜南翼（单斜山）的地质背景下，持续经受长江快速侵蚀下切外动力作用，河谷岸坡快速临空导致其自身重力产生强烈的侧向卸荷与滑移等浅表生地质改造作用过程而形成的，可简单地概括为“重力成因论”。     

测井数据滑动窗关联维计算和沉积学分析

应用滑动窗关联维计算方法对鲁北济阳坳陷某钻井剖面石炭系—二叠系陆表海沉积层段GR测井响应数据进行了分形维数计算,结果表明海侵体系域关联维数一般较小,且维数曲线振荡变化较弱,而高水位体系域则相反。这与海侵体系域形成时海平面上升的主控因素压制或掩盖了其他因素的显现有关,同时也证明测井序列分形分析能从另一个新的视角观察识别测井序列中所包含的地质信息。随着分形方法应用研究的不断开展,必将从测井数据中挖掘出更多的有用信息,指导油气等资源勘探与开发,丰富及完善测井地质学理论。相信将来分形会成为地质数据分析的标准工具。     

基于逐次投影寻踪的高光谱影像降维方法研究

提出了一种新的逐次投影寻踪方法,对高光谱数据进行降维处理,采用定量化的指标,通过对高光谱数据的多次一维投影,逐步选取有效成分,构建新的低维正交空间.     

基于混沌时间序列的地下水位多步预测模型

利用相空间重构技术，并借助G—P算法、C-C方法和Wolf方法从宁陵地区地下水位一维时间序列中提取Lyapunov指数，结果表明此时间序列具有混沌特征。计算了宁陵地区地下水位时间序列的关联维数、时间延迟和最大Lyapunov指数，将局域加权一阶多步预测模型应用于地下水位预测。预测表明，此模型可有效应用于地下水位时间序列的多步预测。     

The strength and fractal dimension characteristics of alum–kaolin flocs

Flocs generated by various shear forces exhibit different characteristics of size, strength and structure. These properties were investigated by employing a continuous optical monitoring and a microscope with CCD camera to directly monitor aggregation under six different shear intensities. The floc structure was characterized by the fractal dimension. The results showed that the flocculation index (FI) decreased from 1.16 at 20 rpm to 0.25 at 250 rpm and the floc size decreased from 550 μm to 150 μm, meantime, the FI value showed a good correlation with floc size. In order to determine the floc strength, two methods were used. One was the strength factor, ranging from 18.3% to 62.5%, calculated from FI curve, and the other was a theoretical value between 0.005 N/m² and 0.240 N/m², estimated by calculation. The floc strength increased with the G value in both cases. Furthermore, the fractal dimension increased with G and its value was between 1.30 and 1.63. The relation between fractal dimension and strength was also obtained.     

高速铁路地基黄土微结构的分形研究

基于分形理论,结合Photoshop等图像分析处理软件,在图像处理过程中选择适当的阈值,本文对郑州—西安客运专线地基黄土在动荷载作用下变形前后的孔隙微观结构进行分形研究。研究表明,黄土孔隙微观结构具有分形特征,揭示了黄土孔隙分形分维同孔隙比之间有近似直线的关系,且孔隙微结构分形分维越大,土体强度越大,反之越小。