用灰色聚类对矿床勘探类型的定量评判

本文试用灰色聚类方法建立划分矿床勘探类型的定量模型。以我国锡矿床勘探类型为例,通过选取矿床勘探类型划分的主要影响因素,用一组灰数加以定量化,并根据不同因素的状态特征建立相应的白化函数,计算标定聚类权和聚类权系数,达到对矿床勘探类型的定量评判。该方法克服了定性为主的传统划分方法的缺陷,具有简便、实用、综合性强、定量化程度高及结论明确等特点,是一种有效的定量划分方法。     

高光谱遥感数据波谱相似性模糊聚类方法研究

高光谱遥感数据的聚类是定量遥感研究的热点。为提高其聚类精度,将光谱相似性测度与模糊动态聚类法有机结合,构建四种模糊聚类新方法：光谱角度-模糊聚类法、光谱信息熵-模糊聚类法、光谱角度与光谱信息熵混合-模糊聚类法与海明距离-模糊聚类法。以实测植被高光谱信息为数据,利用该四种方法进行比较分析其聚类精度。实验结果表明光谱角度与光谱信息熵混合模糊聚类法以及光谱角度模糊聚类法的聚类精度均相对其他几种方法较好,是最有效高光谱遥感聚类方法。为今后该领域的方法的进一步研究提供一种借鉴与参考。     

空间聚类有效性评价方法对比与研究

空间聚类是当前地球信息科学与计算机科学领域共同关注的热点问题之一,常用来揭示空间数据分布规律以及发现空间数据异常。空间聚类有效性评价即对空间聚类结果进行定量、客观的评判,对于在实际应用中针对不同数据集选取最优的空间聚类算法以及确定最佳的聚类参数具有重要意义。首先选取并编程实现了数种空间聚类有效性评价方法,包括聚类中心的距离矩阵、距离方差、改进Hubert's统计、Davies-Bouldin、Calinski-Harabasz和基于信息论的空间聚类有效性评价方法等,同时提出了顾及簇间分离度和簇内紧凑度的空间聚类有效性评价方法,并通过试验分析验证了其可行性及有效性。然后在K-Means法对数据集进行聚类的基础上,对比研究了前述聚类有效性评价方法的特性及优缺点。     

面向复杂地形的坡位K-means聚类划分研究

土壤植被研究建立在精准坡位划分的基础上。但现有的坡位大多采用手工划分的方式,存在着自动化程度低、划分精度不高且耗时较长等问题。本文提出一种顾及复杂地形的坡位自动划分算法,尝试采用机器学习K-means方法解决高海拔山区坡位划分的问题,并在山峰区域提取、聚类数确定、以及初始聚类中心选取等关键技术进行了算法的优化。为了验证算法的有效性,以云南省姚安县为研究区,运用提出的算法对研究区坡位进行自动划分,再采用Calinski-Harabasz聚类评价指标、调整兰德系数ARI和误差平方和SSE等一系列方法对坡位K-means聚类划分实验进行分析和评价。研究结果表明,利用该算法所生成的复杂地形坡位与研究区实测等高线相匹配。其次,再从姚安县规划风电场任选4个场址,比较13×13、25×25、37×37三种适宜窗口下坡位自动划分结果,结果表明选取25×25适宜窗口进行坡位划分可靠性最强。再者,计算的规划风电场内山脊、坡肩及背坡比例高达57.13%,也从一个侧面证实了利用该算法划分的坡位结果良好。     

基于行为聚类算法的土地利用聚类适宜性分析研究

为了在较少地类的基础上,深入研究土地利用变化过程,可把较多的地类合并成较少的具有重要变化特征的地类.本文运用基于行为聚类的方法,将净增加和净增加的地类合并或净减少和净减少的地类合并,但不能将净增加和净减少的地类合并.主要分为3个阶段实现:第1个阶段是完全不变阶段,聚类结果是形成综合的完全不变地类;第2个阶段是完全减少和完全增加阶段,该阶段将完全减少地类和完全增加地类分别进行合并;第3个阶段是转变阶段,该阶段计算了每一对有相同净变化方向地类的相互转变信息.基于行为聚类的算法在每一步的计算过程中都会保留净变化面积为常数,转变变化面积保留最大化.本文对3个聚类原则进行了数学证明,定义了6种聚类行为,以云南省土地利用分类体系为例,从面积变化和强度变化2个角度阐述了行为聚类方法的可行性和优势性.最后,与刘纪远等建立的土地利用遥感监测分类系统进行比较,结果表明:行为聚类算法聚类到9种类型时,类型总变化面积达到5.10%,比原始类型的总变化面积下降了0.06%;而基于遥感监测分类系统的6个一级分类将总变化减少至4.7%,与聚类算法比较,总变化面积减少了0.4%.实践证明,行为聚类的算法可更好地保留土地利用动态变化信息,证明了该聚类方法的有效性.     

模糊混合聚类法在农药污染研究的应用

本文综述性地介绍了模糊混合聚类法的基本原理,并用商丘大吴庄均衡试验区的土壤乐果含量的实测资料,具体说明了模糊混合聚类法在农药污染研究中的应用过程。     

灰色聚类法在南阳市地下水污染现状评价中的应用

地下水是一种复杂的溶液,水质的好坏及污染的轻重受多种因素制约,是灰色的。本文通过对南阳市174km~2,189眼水井的水质分析资料,用灰色系统理论中的灰色聚类法,对该区地下水污染现状较详细地给以综合评价,其评价结果较客观地反映出了该区地下水的污染现状,为今后制定防治对策提供了科学依据。     

基于矩形图的天然水化学分类和水化学规律研究

在论述Piper图和Durov图的基础上,推荐一种新的水化学图——矩形图,并详细叙述了矩形水化学图的划分原则和依据。通过银川平原地下水水化学资料分析,证实这种水化学图可用于确定地下水的水化学类型,并进行水文地球化学规律研究。     

地壳相对活动区的灰色划分

本文根据灰色系统中的聚类原理,提出了有关复测网区内地壳活动区的灰色划分方法,即根据动态平差得到的观测值速率和关联度这两个灰类指标,对观测值按不同的灰类进行灰色聚类,从而划分地壳的相对活动区。文中给出了重力网重复观测值的灰色关联度、聚类权以及灰类白化函数的计算方法,并用一个复测重力网资料进行了计算,结果表明:用该方法所划出的相对活动区与实际情况比较符合。     

多时间尺度密度聚类算法的案事件分析应用

时空聚类是数据挖掘研究的主要内容之一,在环境保护、疾病预防与控制、犯罪预防与打击等领域具有重要的应用价值。已有的时空聚类方法中,时间“距离”都认为是真实的间隔,而对于具有社会属性的案事件而言,其在不同时间尺度下具有明显的周期性特征,忽略这些特征将很难反映出案事件真实的时空规律。本文综合考虑多时间尺度下的时间属性,构建等效时空邻近域,并借鉴经典的密度聚类算法,提出了多时间尺度等效时空邻近域密度聚类算法（MTS-ESTN DBSCAN）。通过对福州市区2013年案事件数据的聚类分析表明,该方法在案事件时空聚类方面具有可行性,对于进一步深入研究城市犯罪地理具有一定的理论意义和实际价值。     

用层次分析法决策地下水库回灌方案的排序问题

本文引用了一种新的系统分析方法(层次分析法)对地下水库人工回灌的复杂系统进行了择优排序研究,取得了满意的结果。实践证明,层次分析法对于地下水库人工回灌方案的择优是一种简捷实用的决策方法。     

滇中高原岩溶关键带典型含水系统水化学特征及成因分析

岩溶关键带水文地球化学过程的研究对于科学认识其内部的演化环境与结构特征具有重要意义。岩溶水是水-岩作用后主要的信息载体, 定量分析其水化学特征及成因是揭示岩溶关键带含水系统介质环境与水动力条件的有效手段。以滇中高原岩溶关键带3个典型岩溶含水系统为研究对象, 通过对不同含水系统出露的岩溶泉进行野外采样与室内测试, 综合采用数理统计分析、水化学图解、离子比例系数与水文地球化学模拟等方法, 深入剖析了各含水系统岩溶水水化学组分特征、成因作用和含水层介质特性, 并对关键带中水循环与水化学的内在联系及规律进行了探讨。结果表明: ①HCO₃-、Ca2+是各含水系统岩溶水中含量最高且来源稳定的离子组分, Mg2+是控制各含水系统水化学类型异化的关键因素; ②碳酸盐岩类的岩石风化、矿物溶解是各含水系统内岩溶水化学组分特征的主要成因作用, 岩溶水对华宁水系统含水层的溶蚀作用仍在发生, 阳离子吸附交替与硅酸盐岩类的风化溶解是区域岩溶水中Na+、K+的重要来源; ③区域岩溶的发育强度、岩溶含水层的出露条件及含水介质岩性与连通性共同塑造了滇中高原岩溶关键带不同含水系统地下水化学特性。研究成果丰富了对滇中高原岩溶关键带水文地球化学过程的认识, 为区域岩溶水资源的开发、利用与保护提供基于水化学的证据支撑。      

动态聚类法用于地下水位动态分类

在研究地下水位动态观测网时,首先必须解决地下水位动态分类问题。本文以陕西两华(即华县和华阴县)地区地下水位动态观测网为例,将数理统计学中的动态聚类法应用于地下水位动态分类。通过计算,可将该区的地下水位动态分为四类,它们与实际的水文地质条件相符合。计算表明,对于大样本的地下水位动态,动态聚类法具有明显的优点,其主要优点是占用计算机内存比较少。     

岩溶地下水化学组分随降水周期变化的规律性——以桂林、柳州地区为例

利用岩溶水长期水化学监测资料进行数理统计和制图，揭示了不同类型岩溶地下水化学成分的变化与降水丰、枯季节、丰枯周期年变化的规律性。纯灰岩地区岩溶水的主要化学组分表现枯季高、丰季低；白云岩地区岩溶水则不显示此规律性，丰、枯季节主要组分含量变化不大，甚至有相反趋势的显示。降水丰枯周期年的变化在岩溶水化学成分的变化上，也有很好的显示。枯水周期年，岩溶水主要化学组分含量逐年增高，丰水周期年则逐年降低     

利用泉群水化学资料对泉进行群分析

岩溶泉泉水的水质，主要受控于地下水化学场经历的地球化学过程，同时也反映了不同水文地质单元地下水径流场的条件。作者利用8个岩溶泉的水化学资料，用灰色关联度作相似性统计量，对岩溶泉群进行聚类分析，其目的是通过泉水水化学微观特征，探讨泉的相似性及差异性，从而提高勘察成果质量。     

大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征及其控制因素分析

为查明大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征和离子来源,基于2018年枯、丰两期采集的岩溶地下水样品水化学数据,综合运用数理统计、相关性分析、Piper图、Gibbs图以及离子比值等方法,对大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征及其控制因素进行了分析。结果表明,大汶河流域中上游地区枯、丰水期岩溶地下水的pH均值分别为7.6和7.5,整体表现为弱碱性。岩溶地下水中Ca²⁺为占优势的阳离子,HCO^-₃和SO^2-₄为主要阴离子。枯、丰期岩溶地下水中ρ(TDS)均值分别为645.4,648.4 mg/L。按照TDS划分,大汶河流域中上游地区岩溶地下水均属于淡水或微咸水;枯、丰水期岩溶地下水水化学类型均以HCO₃·SO₄-Ca为主。岩石风化作用是控制区内岩溶地下水水化学特征的主要控制因素,碳酸盐岩和硅酸盐岩矿物的溶解是地下水主要离子的重要来源。同时,大汶河流域中上游地区岩溶地下水还受到了比较明显的人为输入影响,地下水中NO^-