模糊聚类分析及其地质应用实例

摘要聚类分析直接利用相似矩阵或相关矩阵来分类,但它们本身存在矛盾,分类时也会出现矛盾。为消除这个矛盾,可采用模糊聚类分析。它的特点是,通过相似矩阵连续自乘,改造成模糊分类矩阵,随后按不同要求进行分类。本文旨在介绍模糊聚类分析的步骤和方法,并提供一个PC—1500袖珍机模糊聚类分析源程序。附两个算例。     

黑龙江省砂金指纹（化学成分）特征

对黑龙江省８４个砂金，７个岩金样品的化学成分进行了研究。通过Ｒ型聚类分析、探讨了不同元素之间相关性及其地质意义。通过Ｑ型聚类分析将所有样品进行分类，探讨了砂金样品与已知岩金样品之间的成因联系，并对砂金的可能原生金源的剥蚀程度进行了估计。     

胶东新城金矿元素地球化学特征

通过对胶东新城金矿床金品位分形分布和多元素聚类分析,讨论多阶段成矿作用叠加信息.新城金矿Ⅰ号矿体的金品位分形分布具有分段拟合特征,分维值分别为2.2948和0.5845,说明存在两个阶段的叠加成矿作用.Ⅴ号矿体的金品位分形分布具有单一拟合特征,分维值为0.8831,说明不存在多阶段叠加成矿作用.多元素聚类分析显示,金元素与银及其他多金属成矿元素相关性较差,可能是独立的成矿作用,后期有银多金属成矿作用的叠加.金品位分形特征和多元素聚类分析得到的认识与前人通过地质研究得到的认识是一致的.     

矿井内因火灾的灰色聚类分析

西方为色系统理论，结合煤矿实际 ，对影响矿井内因火灾的指标进行灰色聚类分析，以确定其危险程度。这种分析方法提高了聚类的分辨性和准确性，而且与传统的方法相比，具有层次分明，重点突出以及效果明显之特点，是一种理想的聚类分析方法。     

聚类分析在中国新生代古植物地理学研究中的应用

本文将生物统计学方法应用于古植物地理学研究中,用聚类分析方法对中国新生代植物群进行了分析。本文将化石属名和化石采集地的对应关系用二进制表示,尝试应用聚类分析中Ward’s method方法对古近纪和新近纪植物群分别进行了聚类分析。研究结果与前人的研究较为吻合,因此,此聚类分析法可以对植物区系划分进行适当的判断,在此基础上提供新的研究方法和划分依据。     

灰色聚类分析在煤炭资源有效保障能力评价中的应用

在灰色系统理论与煤炭资源评价实践有机结合的基础上,讨论了煤炭资源评价单元的灰色特征,分析了灰色聚类分析应用于煤炭资源评价的原理,给出了煤炭资源评价中的灰色聚类分析的计算方法。以贵州省9个煤炭资源评价单元为例,参考18个评价指标,按照既定的优、良、可、差等级划分标准,计算出其综合优度值,得到评价结果为4良、4可、1差,并给出开发的先后顺序。结果表明,该方法具有较大的实用性。      

对应聚类分析

对应聚类分析是一种多元统计分析方法。它吸取了对应分析和聚类分析的主要优点,在充分利用多维空间信息的基础上,该方法将变量类别、样品类别和它们间的对应关系清晰显示于单—图件,即对应聚类谱系图。近年来的许多实例说明该方法在地质和勘查地球化学中的应用是有成效的。本文详细叙述了对应聚类分析的计算方法,通过一些验证性实例介绍了方法效果,并简要讨论了为什么能获得较好效果的原因。     

多体系微量元素地球化学对比中存在的问题及解决途径

在微量、稀土元素地球化学对比研究中，直观地根据蛛网图上曲线相似程度而得出的结论带有很大的主观随意性，可信度低。通过2个应用实例(云南北衙金矿床；江西相山变质岩)，运用Q型逐步聚类分析及模糊聚类分析与蛛网作图相结合的对比研究方法，分别对云南北衙金矿的成矿物质来源和江西相山变质岩的地层单元归属问题进行了探讨，发现该方法可获得较多精细的、为蛛网图所隐匿的、但具有重要地质意义的地球化学信息，从而得出更为严谨、客观、并具有科学再现性的结论。     

Q 型聚类分析在枣庄市地下水污染研究中的应用

该文给出了 Q 型聚类分析的原理和计算方法,并结合清凉泉水源地的污染问题进行了研究。通过长系列的水质监测资料,查明了清凉泉水源地水质动态变化特征,并对特征污染因子进行了聚类分析,基本查明了清凉泉水源地的污染途径,得到了较满意的结果。     

模糊聚类分析在有机质演化阶段划分上的应用

本文概述了模糊聚类分析的方法,并使用此法对有机质演化阶段的划分进行了初探,这个方法有利于油田的勘探和开采。     

基于蚁群聚类算法的岩石边坡稳定性分析

由于岩石边坡影响因素众多且关系复杂,不能用简单的方法进行分析和判断。在工程类比的基础上,一般采用聚类的方法。但由于边坡工程问题环境的复杂性,岩石边坡稳定分析的聚类问题是一个复杂的模糊、随机优化问题,采用传统方法难免带来很多局限性。为了更好地解决这类问题,首次把蚁群聚类算法这种新近提出的仿生聚类算法引入岩石边坡工程领域,以解决其稳定分析问题,提出一种分析岩石边坡稳定问题的新方法。该方法在分析岩石边坡工程实例资料的基础上,采用蚁群聚类算法,以工程类比的思想判断岩石边坡的稳定状态。工程应用证明,该算法可以自动把岩石边坡分成几种类似的状态,判断准确率较高、计算速度较快,是一种比较实用的岩石边坡稳定分析方法,值得在岩石边坡分析领域推广应用。     

Statistical analysis for the hydrogeological evaluation of the fracture networks in hard rocks

The hydrogeological effectiveness of fracture sets is determined and evaluated by the fuzzy c-mean and hierarchical clustering. These cluster analyses combine the geological spatial attributes and the hydraulic relevant attributes of fractures. Based on the results of the clustering the fracture set volumes are estimated.     

核概率距离聚类方法及应用

研究聚类分析新方法一直是统计学和机器学习研究领域普遍关注的课题。针对概率距离聚类算法不能解决非线性可分聚类问题的缺欠,笔者应用核函数理论将该模型拓展成为一种能够解决非线性可分聚类问题的统计模型,称为核概率距离聚类分析模型。研制出一种应用新模型进行遥感图像非监督分类研究的实施策略和可行算法;在GDAL遥感图像数据输入输出函数库基础上,用VC++语言开发了遥感图像核概率距离聚类分析算法程序;用ERDAS软件提供的一幅7波段491像素×440像素大小的TM图像进行新方法分类应用实验研究。对比了新模型和其原版本的TM遥感图像非监督分类效果,结果表明新模型的非监督分类效果优于原有的分类模型。     

聚类方法在电气石颜色成因研究中的应用

天然电气石颜色多种多样,颜色成因非常复杂。为了更好了解它的颜色成因,采用统计学中的聚类方法对其颜色成因进行了分类。该分类方法以Matlab软件为工作平台,从测试数据(电子探针分析结果)中选出对电气石颜色形成起重要作用的氧化物,如TiO2,FeO,Fe2O3,MnO作为聚类分析的特征变量。以这些变量作为距离聚类分析的基础,对所研究各种颜色的电气石进行聚类。通过聚类分析研究,把电气石颜色成因的结果与其它测试方法的结果进行对比,证实本聚类方法真实可靠。     

边坡稳定性的聚类未确知综合识别方法及应用

影响岩石边坡稳定性的因素众多且关系复杂,且存在大量未确知信息,很难用简单的方法进行分析判断,借鉴工程类比的思想,采用聚类与未确知测度相结合的方法进行研究。针对边坡工程问题环境的复杂性,以大量的历史数据为训练样本,通过动态聚类分析,求得其分类中心。针对大量的未确知信息,利用未确知测度方法对其进行评价,提出一种分析边坡稳定问题的新方法。研究表明,该算法可以对边坡的稳定状态进行预测,正确率在90%以上,为比较合理快速地分析边坡稳定分析方法提供了一条新的途径。     

基于交会图与模糊聚类算法的复杂岩性识别

针对复杂岩性识别中存在的模糊性,应用交会图和模糊聚类方法对复杂岩性储层的岩性识别问题进行了研究。首先依据岩心取样进行岩性归类,然后通过交会图技术确定了9个对岩性反映较明显的参数,并建立起研究区域的岩性样本集。最后,通过模糊聚类的识别模式,依最大隶属度的原则,建立了岩性判别方法,并应用该方法对海拉尔盆地的岩性进行了识别,取得较好的效果。     

探讨基于CitusDB的地质资料集群和大数据架构

地质资料是地质工作形成的重要成果资料,具有可被重复开发利用、能够长期提供服务的功能。然而,因地质资料的分散式管理,使得地质资料信息存储分散,“孤岛”式服务的现象普遍存在,缺乏资料信息共享、综合利用的机制和手段,制约着地质资料信息潜在价值的有效发挥。地质资料信息服务集群化旨在通过信息领域前沿技术,对地质资料进行集成集群和深度开发,将分散、孤立的地质资料进行分布式汇集,全方位多角度解读、展现、挖掘地质资料信息,充分发挥地质资料服务于经济社会发展的作用。长期的地质调查工作,已经形成了多专业、数据格式多样的海量地质资料,信息服务的集群化必将面临地质大数据相关的技术问题。介绍了地质资料信息服务集群化模式,分析了CitusDB软件的分布式大数据运行机理,探讨了基于CitusDB软件的地质资料集群和大数据服务架构,可为地质大数据与信息服务提供一定的参考。     

空间聚类的研究现状及其应用

作为空间数据挖掘的一种重要手段，空间聚类目前已在许多领域得到了应用。文章在对已有空间聚类分析方法概括和总结的基础上，结合国家卫星气象中心高分辨率有限区域分析预报系统产品中的数值格点预报(HLAFS)值，运用K—均值法对影响青藏高原上中尺度对流系统(MCS)移动的散度场进行了研究，得到了一些有意义的结论。     

东湖污染物来源的智能识别方法

为识别东湖污染物来源,建立排污口与主要致污因子之间的对应关系,提出了污染物来源智能识别方法;该方法巧妙耦合了对应分析、模糊C-均值聚类及聚类有效性函数等方法,并用加速遗传算法有效解决了这一复杂问题。使用该方法于东湖污染物来源识别,快速得出了排污口与污染物之间的6类对应关系,为东湖污染综合治理提供了合理的决策依据。该方法在排污口众多、污染物来源复杂的城市水体污染治理中,具有一定的推广应用价值。     

模糊聚类方法研究堤坝渗漏

稳定同位素、水化学的方法是研究堤防渗漏是一种十分有效的方法,以往人们大多只是定性的分析判断。结合北江大堤工程实例,尝试应用模糊聚类方法,选取22个水样稳定同位素和水化学值作为指标特征值,并赋与不同的权重,进行模糊聚类分析,聚类结果表明,T12孔和T9孔北5 m处涌水、江水和T9孔北排水沟出水在稳定同位素和水化学成分的Cl-及TDS上表现出了较大的相关性,可能为同一补给来源,为堤坝渗漏通道的判断提供了佐证。