岩土参数随机场离散的三角形单元局部平均法

将不确定性岩土参数建模为随机场而非传统意义上的随机变量,基于随机场的局部平均理论,提出了用于二维随机场离散的三角形单元局部平均法。通过面积坐标变换和高斯数值积分,给出了三角形单元局部平均随机场协方差矩阵的解析计算方法和数值计算方法。采用算例再现了所提方法的分析过程和有效性,并与传统二维随机场四边形单元离散法进行了对比。结果表明:提出的二维随机场三角形单元离散法能与有限元三角形单元离散法完美结合,随机场单元与有限元单元的对应关系清晰,易于随机有限元程序的编制;对于随机场单元的均值,传统四边形单元离散法与所提方法的计算结果相同;对于随机场单元的方差,传统四边形单元离散法计算结果偏小,所提方法显得更加科学、合理。     

多重分形与局部奇异性在油气靶区圈定中的应用

分形是研究复杂系统时一空结构特征的基本理论和有效方法，已广泛应用于地球科学的各个领域。地球化学场作为表征特定区域特定介质中（基岩、水系沉积物、土壤、水体等）元素和化合物的含量和其它相关地球化学变量值的频率分布及其时一空结构的复杂场，其元素含量频率分布特征，对区域地球化学演化研究、金属和油气地球化学勘查、区域环境生态调查等具有重要的作用，一直是地球化学家和数学地质学家关注的焦点。     

多重分形理论在环境科学领域的研究进展

分形理论是研究分形性质及其应用的科学,为人们认识自然界和社会活动中因无序而具有自相似性的系统提供了新的思想和方法。多重分形是分形理论的重要发展。近三十年来,多重分形在环境科学研究中取得进展,例如在提取环境地球化学异常下限值、环境污染物的空间分布模式、环境污染指标随时间演变特征、污染物溯源等方面的取得了很多成果。多重分形谱计算、浓度-面积(C-A)模型等在环境科学研究中起着重要作用。已经取得的研究成果表明,多重分形理论已经成为环境科学研究中一种重要理论,非常值得环境科技工作者进一步学习、研究和应用。     

多重分形在海积软土微观结构研究中的应用

本文将多重分形谱引入到土微观结构分形研究中,对天津市滨海新区三个不同地点海积软土原状样及不同固结压力后土中孔隙的多重分形特征进行研究,从多重分形的角度对孔隙的不均匀性进行定量描述,并建立孔隙多重分形谱各特征参数与荷载之间的关系.结果表明三个地点的海积软土孔隙多重分形特征存在差异.     

C-A多重分形在东天山钼地球化学异常信息分析中的应用

利用C-A（含量-频数）多重分形技术和传统的异常下限统计方法分别对东天山地区钼地球化学数值的异常进行了试验分析。结果表明：利用C-A多重分形的非线性统计方法计算更为方便,确定的异常下限值更为合理;采用非线性统计方法确定的异常下限与东天山地区已知矿点的吻合度较高,说明利用分形方法可以客观反映区域地球化学异常特征;C-A多重分形方法计算方便,可为资源预测提供定量基础。     

多重分形与Kriging插值在地层模型生成中的应用

为了建立三维数字地层,采用钻孔信息构建三棱柱,以适合工程地质和岩土工程特点。钻孔数据具有局部的、随机的、异常的特征,另外,钻孔数据具有一定的结构特点。传统的数理统计方法无法很好地解决空间样本点的选取、空间估值和2组以上空间数据的关系等问题,借鉴地质统计学的Kriging方法给出全局区域内一种距离加权插值算法,先根据空间数据得到统计特征,再根据统计特征进行插值,并引入多重分形理论弥补Kriging方法的滑动加权平均缺陷,度量区域化变量的局部奇异性。通过对地层模型插值结果的观察,得出该算法可以获得良好的全局和局部特征插值效果     

湖南省金银矿床分布的多重分形分析

矿床的空间分布具有很强的复杂性和自相似性,分形理论则是人类对具有相似性的复杂现象进行定量描述的一种新方法.目前人们主要采用单一分维模型在不同的尺度范围内求取矿床分布的容量维,本文采用多重分维模型,根据1:200万的湖南省金银矿床分布图分别对29个大中型矿床和全部75个矿床做了多重分形分析,分别获得了其多重分维谱,并对该多重维谱与理论上的多重分维谱进行了比较,分析了其差异形成的原因.研究显示湖南省仍有较好的金银找矿前景.     

基于多重分形理论的土壤水非均匀流动分析

通过显色示踪方法研究了粘土土质、不同边界条件下的非均匀流动模式。20,40,60和80 mm的4组入渗水量条件下流动模式由面积较小的优先流逐步过渡到局部和全局性基质流,采用最大入渗深度分布和实际入渗深度分布对非均匀流动进行了特征,4组试验非均匀流动均具有多重分形性质,多重分形谱与流动非均匀性具有显著的关系,非均匀流动多重分形谱的基本性状由土壤介质性质决定,而流动的非线性主要影响多重分形谱曲线形状。     

流域地貌形态特征多重分形算法研究

为研究流域地貌形态特征的量化指标,提出基于高程分布概率的多重分形计算模型,结合大理河岔巴沟流域和大堡岔流域DEM数据进行多重分形计算,对流域地貌形态特征多重分形谱的表征意义进行了探讨。结果表明:流域地貌形态特征多重分形谱可以更加敏感、更加全面地对流域地貌形态的总体特征进行描述;多重分形谱的顶点对应简单分形的容量维,多重分形谱的宽度可以定量表征流域表面的起伏程度,多重分形谱的端点维数的差别可以间接地反映流域峰谷数目的比例;流域地貌形态特征多重分形谱能够分层次地刻画流域内部的精细结构,从而更加突出地表现异常局部地貌变化特征;流域地貌形态特征多重分形谱的无标度区间的合理范围,应该确定为DEM像元尺度到流域最大高程值的1.5倍左右最为合适。     

基于信息熵与多重分形理论的非均匀流动分析

根据粘土和壤土中非均匀水流运动的示踪试验, 研究了土壤水非均匀流动模式, 并基于信息熵与多重分形理论探讨了多孔介质中流动的非均匀性质.不同土质试验研究的分析结果表明, 各深度信息熵与特征长度具有相反的变化趋势.非均匀流动多重分形特性分析表明, 非均匀流动分布具有很强的自相似性, 但并不是在所有研究尺度范围内都满足标度不变性, 在显色比例相近的情况下, 壤土和粘土中水流运动标度不变性的范围表现出显著的差异.      

1981-2006年西北干旱区NDVI时空分布变化对水热条件的响应

气候是植被变化的重要驱动因子. 利用1981-2006年GIMMS归一化植被指数（NDVI）时间序列数据,结合68个气象站降水、气温数据和DEM地形数据等资料,研究分析了西北干旱区植被活动的年、季变化和空间差异. 结果显示：在1981-2006年的26 a,西北干旱区植被的覆盖率增加了4.5%,年平均NDVI增加了3.2%;植被的生长季延长,主要表现在生长季的推迟. 从总体来说,植被覆盖率、生长季和NDVI值在2000年以前显著增加,而在2000年以后都呈现减小的趋势;其中,减少明显的区域是在伊犁河谷、中天山及平原区,在河流上游山区或源头以及部分河流两岸呈现增加态势;在年际变化上,大部分区域的气温、降水与NDVI相关性不强. 而年平均气温在4.58 ℃以下低温区和年降水在180 mm以上的相对湿润区,气温和降水都呈现正相关;在季节变化上,NDVI值在春季和秋季与温度相关显著,而夏季与降水相关性强. 2000年以后,植被覆盖率和NDVI值开始出现降低趋势与气温持续升高、降水量增幅下降有关.