一种新颖的探地雷达快速正演模拟及埋地目标探测机器学习方法

探地雷达正演模拟在真实雷达数据解译及全波形反演中扮演着重要的角色,针对传统探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)正演模拟计算量巨大、耗时、不利于实时探测等问题,提出一种基于机器学习框架的近实时GPR正演模拟方法.以混凝土中的钢筋探测作为GPR应用场景,混凝土的含水量、钢筋半径及埋地深度作为模型参数,利用时域有限差分数值模拟散射回波信号;运用主成分分析对回波数据进行降维处理得到相应的主成分权值系数,并以此作为机器学习网络的输出;设计了一种基于随机森林的多层循环网络架构和学习策略,不仅充分挖掘学习模型参数和主成分权值系数之间的内在因果关系,也共享主成分间的相互联系,并具有对每个预测主成分完善和修正的功能,以此实现基于机器学习的探地雷达快速正演模拟,与传统机器学习相比,有效提高了正演模拟的精度.在此基础上将两个深度神经网络与随机森林相结合,以回波数据主成分系数为输入,建立了基于机器学习的场景参数预测模型,实现了近实时的埋地目标探测,预测的混凝土含水量最大误差为2%,钢筋埋地深度最大误差为6.7%.     

安徽省岳西县来榜地区土地质量地球化学评价

以安徽省西南部岳西县来榜地区为研究区,按8个点/km^2的密度采集表层土壤样品,系统分析了该区土壤样品中Cd、Hg、As、Se等21项元素的含量及相关指标特征。采用土地利用现状图斑作为评价单元,参照土地质量地球化学评价规范对来榜地区土地质量进行地球化学评价。结果表明:来榜地区土地环境综合质量状况优质,达到一等环境质量的土地面积占研究区总面积的97.14%;土壤养分综合质量中等以上的土地面积占研究区总面积的88.05%。土地质量地球化学综合等级以二等土地为主,面积占研究区总面积的66.87%;其次为一等土地,面积占研究区总面积的18.57%。研究区土壤整体缺乏硒,但部分茶叶富硒。上述结论可为研究区土地质量生态管理、土地合理规划及利用提供参考。     

水玻璃基淤泥固化土力学性质试验研究

为解决淤泥固化及其资源化利用的问题,以宁波地区淤泥为研究对象,利用水玻璃基淤泥固化剂制备固化土,通过室内试验、固化机理分析和现场试验研究固化土的力学性质。室内试验给出了无侧限抗压强度和压缩模量随固化剂掺入比改变的规律,并指出存在最佳掺入比为7%;固化机理分析表明随着固化剂掺入比增加,固化土颗粒由鳞片状或条块状向团块状变化,团块体积呈增大趋势,固化土孔隙率小幅增大,中值孔径亦小幅增大,固化土由黏性土向粉土化转变;现场试验取心土样无侧限抗压强度约为室内试验值的70%。结果表明,水玻璃基淤泥固化剂加固淤泥土方案切实可行。     

海洋声层析观测技术和方法

叙述海洋声层析观测系统,以声线传播时间层析为重点概括了海洋声层析的基本原理和其他主要方法,共6个方法。对运用海洋声层析观测来反演海洋状态问题的建立、求解及其误差来源作了分析和讨论。以测量声线传播时间为例介绍了海洋声层析观测系统主要设计技术。     

水下光谱吸收衰减仪(ac-s)的使用与数据处理技术

水色遥感的半分析模式是建立在对海洋水体固有光学量的测量数据基础之上,这一数据测量主要用的仪器就是光谱吸收衰减仪(ac-s).根据2006年在东海开展夏季与冬季两个航次的调查情况,介绍了ac-s的软硬件安装、测试、定标技术.详述了仪器清洁、干燥、维护保养等基本方法,针对实测中的注意事项与出现的一些问题作了分析讨论,并介绍了实测结果的数据校正与分析方法,以期对应用这一仪器进行海上实测、深入研究中国近岸二类水体的性质以帮助.     

西部某强风化炭质板岩隧道变形力学机制及大变形控制方法研究

为解决国家兰海高速(G75)定西段岷县隧道在建设过程中原支护设计方案出现的软岩大变形问题，通过软岩类型分析、围岩变形力学机制分析，提出针对不同力学机制的力学转化对策，引入在矿山及边坡等岩石领域广泛应用的高预紧力恒阻大变形锚索，提出了“超前支护+长短NPR锚索优化布置主动支护+钢拱架+混凝土喷浆永久支护”的高预应力主被动联合支护技术。通过数值模拟和现场监测效果对比研究，结果表明，现场试验段围岩最大变形量仅为73 mm,恒阻大变形锚索的预紧力均在280～300 kN范围内，可见优化后不同支护技术均对围岩变形起到了控制作用，有效发挥了恒阻让压支护的作用，控制效果明显。     

基于数据挖掘的甘肃武都殿沟泉氡异常与地震活动统计关系研究

殿沟泉气氡浓度在汶川地震后经常出现成簇高频震荡异常。应用数据挖掘方法，采用正规化、聚类、特征值计算等方法对氡观测数据和地震目录进行预处理，提取气氡异常、震级、震源深度和地震分区等参数，在此基础上采用贝叶斯网络模型开展殿沟泉氡异常与周边区域地震活动统计关系研究。利用聚类开展的地震分区结果显示与构造分区基本吻合，反映出不同构造单元地震活动的丛集性特征；贝叶斯网络模型结果表明泉点气氡异常与周边地震活动有关，特别是与汶川地震主震区龙门山断裂中段和临近区青川断裂区域的地震活动有关。研究结果有助于了解泉点气氡对周边地震响应的差异性特征，对未来该泉点气氡异常的判断与地震预测有参考意义。为地震前兆异常分析和地震活动分区提供了一种新的技术思路和方法。