顾及观测值精度的断层变形参数反演研究

从观测值奇异值、观测值分布及反演模型的先验信息3个方面入手,研究观测值对反演结果的影响。以观测点到微分断层的距离倒数为权,构建顾及观测值权值影响的反演模型。以位错理论为基础,结合遗传算法,对龙门山断裂带进行三维滑动速率反演研究。结果表明,经过奇异值剔除的数据应用于顾及观测值权值的反演模型,给定合理的“先验信息”,其结果比已知观测值直接参与反演模型更稳定、可靠。     

利用两种模型对宁夏及邻区尾波 Q 值进行对比研究

分别利用Aki模型和Sato模型,选取2008年1月-2009年12月宁夏地震台网记录的ML≥2.0地震的数字地震波资料,计算了宁夏及邻区平均尾波Q值,并拟合了Q值对频率的依赖关系.结果为:Aki模型为Q(f)=(212±87.62)f0.7584±0.19;Sato模型为Q(f)=(44.81±15.87)f0.9491±0.0805.与国内其他区域相比,两种模型计算结果均显示本区域Q值较低,对频率依赖性较高.研究结果认为两种模型均适合对宁夏及邻区尾波Q值的研究.     

改进多点灰色模型的研究及应用分析

针对传统多点灰色模型背景值求解方面存在的缺陷,采用自动寻优定权对背景值进行选择,使得实测值与拟合值的残差平方和最小,以提高多点灰色模型的预测精度。实例计算结果表明,与传统的多点灰色模型相比,背景值改进的多点灰色模型预测精度有很大的提高。     

中国西南地区GPS大气水汽转换系数模型精化研究

利用中国西南地区19个探空站2011～2014年数据,通过积分法计算大气水汽转换系数K。采用2011～2013年的K值对Emardson模型进行精化,分别构建西南地区不顾及和顾及高程因子的K值模型Emardson-I和Emardson-H。利用2014年积分计算的K值检验这两种模型的预报精度,结果表明:1)相对于Emardson-I模型,Emardson-H模型表现出更高的K值预报精度和更好的适应性;2)在高海拔地区,Emardson-H模型预报精度明显优于Emardson-I模型,表明高程因子是影响高海拔地区K值计算的重要因素。将两种新模型用于拉萨站GPS大气水汽反演,Emardson-H模型表现出更优的反演精度,两种模型的反演精度均优于2 mm。     

基于交互多模型的组合导航观测异常影响控制

为了控制观测值异常对组合导航精度的影响,提出基于交互多模型的观测数据异常影响控制算法,即建立观测正常和异常的多模型集,各模型间通过马尔可夫模型进行切换,当观测值正常时,正常模型起作用;观测值异常时,故障模型起作用,从而可有效地抑制观测数据异常对滤波精度的影响。     

不同对流层天顶延迟模型在中国西北地区适应性研究

基于Fortran语言对GAMIT10.7软件进行二次开发,实现了Hopfield模型、Saastamoinen模型、Black模型、UNB3模型、EGNOS模型、GPT2w_1+Saastamoinen模型和GPT2w_5+Saastamoinen模型在中国西北地区的对流层延迟解算服务,并分析不同对流层延迟模型在西北地区的适应性问题。实验表明,在实测气象数据模型中,Saastamoinen模型在中国西北地区获取的天顶对流层延迟精度最高,各个测站平均bias值和RMS值分别是-1.67 cm、3.83 cm;Hopfield模型和Black模型精度相当。在非实测气象数据模型中,GPT2w_1+Saastamoinen模型精度最高,GPT2w_5+Saastamoinen模型次之,EGNOS模型最低。不同对流层延迟模型的精度均受季节变化影响,夏季bias的绝对值和RMS值最大,冬季最小,春季和秋季结果相当。     

岩心欠饱和对缝洞型碳酸盐岩胶结指数ｍ 取值的影响

对于缝洞型碳酸盐岩,由于孔隙结构的复杂性和强非均质性以及实验周期、实验条件的限制,岩电 实 验 过 程 中,往 往 难以达到完全饱和。对于这一类的碳酸盐岩,岩心欠饱和对岩心ｍ 的取值影响较为明显。通过岩石物理实验和理论分析,研究了岩心在不同饱和度下视ｍ 值的变化规律,证明了欠饱和对岩心ｍ 值的影响确实存在。首先,欠饱和条件下的视 ｍ 值随着饱和度的增大呈现出减小的趋势,且这种趋势随着饱和度的增大而减小。欠饱和状态下的视ｍ 值相比于饱和状态的ｍ 值偏大。其次,视ｍ值与含水饱和度之间存在线性相关关系,ｍ 值的变化与孔隙度、渗透率和密度之间存在相关性,并建立了计算 ｍ 值的模型。可以通过该模型对欠饱和状态岩心的视 ｍ 值进行校正。通过验证分析,证明了该模型对于不同饱和度下的视 ｍ 值的校正是准确可靠的。该模型在一定程度上提高了缝洞型碳酸盐岩 ｍ 值的计算精度,为碳酸盐岩储层含油气饱和度评价提供了借鉴和指导。      

变异函数模型参数的加权总体最小二乘回归法

顾及距离值的随机误差,提出用加权总体最小二乘回归法估计变异函数模型参数。通过协方差传播律发现,分组后的变异函数值和距离值是不等精度的。给出距离值的定权方法,结合熵权法和点对数法迭代解算模型参数。以幂函数模型为例,模拟数据和实测数据的结果表明,加权总体最小二乘回归法更加合理,参数的估计精度也更高。     

基于信息量模型和数据标准化的滑坡易发性评价

本文以北川曲山-擂鼓片区为研究区,将坡度、坡向、高程、地层、距断层的距离、距水系的距离和距道路的距离作为该区域滑坡易发性评价因子。采用信息量模型计算了各项评价因子的信息量值,并运用4种标准化模型对信息量值进行标准化处理。各评价因子的权重由层次分析法（AHP）确定。在GIS中将权重值和各评价因子的标准化信息量值,进行叠加计算得到区域滑坡总信息量值,并基于自然断点法对其进行重分类,将研究区划分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区和极低易发区5级易发区。将基于4种标准化模型和信息量模型得到的滑坡易发性评价结果进行了对比分析,结果表明：基于最值标准化信息量模型的滑坡易发性评价结果的ROC曲线下面积AUC值为0.807,高于其余模型的AUC值,说明最值标准化信息量模型的滑坡易发性评价效果最好。极高易发区面积占研究区面积的20.03%,离断层和水系较近,主要分布地层为寒武系、志留系和三迭系。研究结果可为区内滑坡风险评价和灾害防治提供参考。     

改进奇异值分解方法在高维动力学系统降维中的应用

基于奇异值分解(SVD)方法和高维动力学系统的瞬态响应特性,提出改进奇异值分解方法;应用牛顿第二定律,建立自由度为16的两端带有滑动轴承支承和发生基础松动故障的转子系统模型;采用改进奇异值分解方法,将原始系统降维为自由度为3的简化系统模型,对比原始系统与简化系统模型动力学特性。结果表明:降维后的简化系统模型保留原始系统的主要分岔特性及均方差幅值特性,验证改进奇异值分解方法对高维动力学系统降维的有效性。该结果为高维非线性动力学系统定性分析提供指导。     

图文办公系统二次建模开发方法研究

采用传统工程方法开发图文办公系统存在开发周期长、维护困难的难题。分析了产生这些问题的原因．提出从具体业务特征中抽象共性特征,并对共性特征（包括独立特征）与具体业务特征分别建模的二次建模方法。应用实践表明,该方法增强了图文办公系统的适应性。     

GIS与地下水数值模型集成中面向对象法的应用

GIS与专业领域模型的集成面临着许多挑战,其中之一是GIS要适合专业模型的要求。地下水模拟模型需要一个专业的GIS数据结构,同时GIS应用的快速发展,为地下水资源管理提供了辅助决策功能。本文使用面向对象的方法(Object Oriented approach),建立地下水模拟概念模型和适合于地下水可视化模拟的GIS数据结构,并研究GIS与地下水模拟模型紧密集成技术。采用面向对象的思想,将数据、模型和用户接口统一集成到同一个GIS系统中,为模型管理和分析创造了充分的灵活性。     

基于快照方式的面向对象模型探讨

TGIS(Spatial-TemporalGIS)是GIS的重要分支,是实现动态数字地球的关键技术。静态3DGIS的技术已基本成熟,而其加上时间维的4DTGIS的关键技术是时空数据库的建立及其操作,它们与时空数据模型有关,主要处理超海量数据的存取和查询。本文结合快照模型的简单易行性和面向对象模型的方便灵活性,同时避开快照模型的不一致性和冗余性,以及面向对象的复杂性,探讨基于快照方式的面向对象模型,是一种实用的TGIS数据模型。它在对时间属性的处理方面采用独到的方法,首先建立一个基数据,然后通过快照方式产生缓冲数据,经过比较形成一个以对象变化为主的带有时间戳的新数据层。这样,在数据存储方面,节省了很多空间;在查询分析方面,以对象变化分层的数据算法更容易实现。此理论方法有效解决了TGIS的“瓶颈”问题,并通过自动元胞机理论(CA)予以证明。     

内嵌空间聚类算法的分区地理元胞自动机建模与应用

传统的地理元胞自动机(Geo-Cellular Automata;GeoCA)模型,大多采用统一的转换规则驱动元胞空间内的所有元胞进行演变。然而,许多地理现象都存在着空间异质性,统一的元胞转换规则忽略了空间异质性的存在。针对这一问题,本文提出了空间聚类的分区地理元胞自动机模型,采用空间聚类算法对元胞空间进行分区,对不同的分区分别求取转换规则,以此来提高地理元胞自动机的模拟精度。以杭州市为案例区,采用本文提出的空间聚类的分区地理元胞自动机模型,对研究区2000-2005年的城市用地变化进行了模拟。结果表明:与采用统一转换规则的GeoCA相比,引入空间聚类算法的分区GeoCA具有较高的模拟精度,尤其是在空间形态和整体结构上,具有较好的模拟效果。     

面向地理问题求解的数据表达模型研究

本文以地理问题求解和地理科学研究建模环境建设的需求为导向,针对面向地理问题求解建模环境在利用多源异构数据方面遇到的问题,进行了面向地理问题求解的数据表达模型(XGE-DRM)的研究。本文重点研究了多源、异构、跨领域地理数据的表达方式与组织规范,从原子数据层与对象组织层两个层次对XGE-DRM的基本原子构成与对象组成方式进行了阐述;通过对地理数据的结构与语义进行解析,显式表达地理数据的结构与语义;在结构清晰、语义明确的情况下,实现多源异构数据的抽取与交换,最终实现多源异构数据的共享。实验证明,文中提出的数据表达模型能够实现多源异构数据的通用表达,解决地理问题求解建模环境平台下数据共享的问题。     

利用三维加速度点质量模型法监测2010年中国西南干旱

在附有空间约束的三维加速度点质量模型法的基础上引入水文模型进行约束,利用水文模型计算地理点之间的相关性,采用L曲线法确定最优正则化参数.计算结果表明,引入水文模型的三维加速度点质量模型法相比零阶Tikhonov约束的三维加速度点质量模型法信噪比大于0的比例更高.采用该方法对2010年中国西南地区干旱情况进行监测;同时,...     

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A GIS-based modeling approach for fast assessment of soil erosion by water at regional scale,loess plateau of China

The objective of this study is to develop a unique modeling approach for fast assessment of massive soil erosion by water at a regional scale in the Loess Plateau, China. This approach relies on an understanding of both regional patterns of soil loss and its impact factors in the plateau area. Based on the regional characteristics of pre- cipitation, vegetation and land form, and with the use of Landsat TM and ground investigation data, the entire Loess Plateau was first divided into 3 380 Fundamental Asses...     

Hybrid denoising-jittering data processing approach to enhance sediment load prediction of muddy rivers

Successful modeling of hydro-environmental processes widely relies on quantity and quality of accessible data, and noisy data can affect the modeling performance. On the other hand in training phase of any Artificial Intelligence (AI) based model, each training data set is usually a limited sample of possible patterns of the process and hence, might not show the behavior of whole population. Accordingly, in the present paper, wavelet-based denoising method was used to smooth hydrological time series. Thereafter, small normally distributed noises with the mean of zero and various standard deviations were generated and added to the smooth time series to form different denoised-jittered data sets. Finally, the obtained pre-processed data were imposed into Artificial Neural Network (ANN) and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) models for daily runoff-sediment modeling of the Minnesota River. To evaluate the modeling performance, the outcomes were compared with results of multi linear regression (MLR) and Auto Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) models. The comparison showed that the proposed data processing approach which serves both denoising and jittering techniques could enhance the performance of ANN and ANFIS based runoff-sediment modeling of the case study up to 34% and 25% in the verification phase, respectively.     

GIS空间目标间方向关系的统计表达模型

本文重点研究了空间目标间方向关系的统计建模方法。提出的统计模型可以描述为:(1)线、面目标通过内插处理被分解成相应的基本单元;(2)空间目标间的方向关系视作这些基本单元间方向的集合;(3)利用中值(median)和分布范围(range)两种度量来完整描述方向分布的统计特性。由于此模型是从空间目标本身出发的,避免了现有模型中对空间目标的近似处理过程,从而能更精确地描述方向关系。