基于谱聚类算法的三维激光点云数据分类研究

基于Z+F IMAGER 5010C扫描仪采集实验区点云数据,经栅格处理后,结合纹理和形状等信息,采用谱聚类算法对其进行分类,利用混淆矩阵中的Kappa系数对分类结果进行精度评价。通过与传统的K-means算法和高斯混合模型的分类结果进行对比,结果表明:谱聚类算法的分类效果明显,且分类精度较高,且加入纹理和形状信息的分类精度会高于仅含反射强度信息的分类精度,其总体分类精度达到81.36%,Kappa系数达到0.713 8。     

基于PCRaster的流域非点源氮磷负荷估算

以太湖流域上游的西笤溪流域为研究区,应用动态环境模拟语言PCRaster构建月水文和氮磷营养物质输出模型,分析流域内氮磷输出的时空分布特征。以输出系数法为基础,将分布式水文模型与非点源负荷模型相结合,应用地理信息技术构建基于栅格的非点源污染模拟模型,根据1988~2007年的水文、水质实测数据对模型进行率定和验证,定量分析西笤溪流域非点源污染负荷量与氮磷输出的空间分布。研究结果显示:基于单元网格的月水文模型在该流域具有较好的应用效果,率定和验证期的Nash系数和线性相关系数R2均超过了0.80。应用模型估算西笤溪流域非点源污染2002~2005年总氮年输出量为1 670~2 035t/a,2002~2007年总磷输出量为102~164t/a。氮磷负荷的空间分布表明以稻麦或水稻/油菜轮作的农田是非点源污染的最主要来源。     

基于HWSD的流域栅格土壤水分常数估算

在科研及实践工作中往往需要大量的、空间分辨率较高的凋萎系数、田间持水量和饱和含水量数据,大规模布点测定这些土壤水分常数难度较大,需要探索估算这几种常用土壤水分常数的新方法。以黑龙江省呼兰河流域为例,采用DEM数据提取流域边界,应用提取后的流域DEM从世界土壤数据库(HWSD)中提取流域土壤的砂粒、粘粒百分含量及USDA土壤质地分类数据,再应用这三种土壤属性数据估算流域各栅格的凋萎系数、田间持水量和饱和含水量。研究结果表明:应用HWSD可以估算出呼兰河流域0~30cm和30~100cm两种土层的凋萎系数、田间持水量和饱和含水量,空间分辨率可达到30″,为获取较高分辨率及深土层的区域土壤水分常数提供了一种新方法。     

基于弹性波速比的岩体强度参数估算方法

针对传统的岩体强度参数估算方法考虑风化程度的研究成果较少的不足,引入弹性波速比λ,提出了岩体强度参数的估算方法。以贵州省二叠系两种典型岩体(灰岩和泥岩)为例,讨论了参数λ和正应力σ_n对岩体强度参数的影响。主要研究成果为：基于弹性波速比与Hoek-Brown强度准则,探讨了不同风化程度岩体抗剪强度参数折减系数的确定方法;研究了正应力与弹性波速比对不同风化程度灰岩与泥岩岩体瞬时抗剪强度参数的影响,结果表明,岩体所处的环境与风化程度是影响岩体剪切强度参数的主要因素;通过多项式拟合,建立了灰岩与泥岩扰动与未扰动情况下不同风化程度强度折减系数的计算公式,从理论上探讨了两种主要岩体不同风化程度对强度参数的影响。     

丹东绿玉石的宝玉石学特征研究

通过偏光显微镜、电子探针、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线荧光光谱、微量元素测试等对丹东绿玉石样品进行了常规矿物学、谱学特征研究。结果表明,丹东绿玉石是以蛇纹石为主要矿物,镁橄榄石、白云石、水镁石、绿泥石、伊利石为次要矿物的蛇纹石化镁橄榄石矽卡岩。     

基于多元拟合方程的结构面粗糙度系数JRC估算

本文以BARTON的标准粗糙度剖面为研究对象,假定剪切方向为从左向右,量取剖面曲线长L以及"爬坡"时的倾角i_i和与倾角相对应高差h_i、面积S,把不同的因素组合在一起,用MATLAB对测得的数据进行拟合,得到用来估算结构面粗糙度系数且不依赖于结构面长度的解析方程。结果表明:剖面长度比和面积比组合得到的拟合方程较差,剖面长度比、面积比和爬坡高组合得到的方程较好;剖面长度比、倾角i_i和高差h_i三个指标的组合拟合方程最好,可很好地反映结构面粗糙度,拟合优度达97. 1%。     

基于水声学的太湖贡湖湾沉水植物盖度调查

沉水植物是湖泊生态系统的重要组成部分,掌握贡湖湾沉水植物分布及变化对于科学评估贡湖湾水生态状况具有重要意义。应用DT-X多功能回声探测仪开展了贡湖湾沉水植物盖度调查,并将调查结果重点与遥感解析结果进行了对比。结果表明,1m和10m断面的仪器检测结果和人工调查结果差异较小,应用水声学技术开展沉水植物盖度调查简单、高效且精度更高,可以填补现有沉水植物调查方法的空白。     

饱和土中弹性波在双椭圆孔洞周围的散射

利用复变函数法和多极坐标法,研究了饱和土中弹性波在双椭圆孔洞周围的散射及动应力集中的问题。首先通过引入位移势函数,将二维稳态条件下Biot波动方程解耦成势函数所满足的3个Helmholtz方程, 根据分离变量方法即可得Helmholtz方程在柱坐标下势函数的通解。利用土骨架和孔隙水的边界条件,确定波函数展开式中的未知系数,进而得到位移、应力和孔压的表达式。给出了弹性波对2个椭圆形孔洞的动应力集中系数的数值结果,并讨论了波数和孔距变化对动应力集中系数和孔压集中系数的影响。     

基于随机森林的基坑监测数据填补对比研究

根据项目监测实测数据,采用随机森林算法对基坑监测数据进行填充,分析了该方法的适用性、有效性,并与其他常见的数据填充方法进行对比研究.结果表明,随机森林方法作为一种集成学习方法,通过在模型训练时构造多个决策树,并输出分类结果,可以纠正普通决策树过度拟合的训练集合,且性能通常优于普通填充方法.基于随机森林方法填充后的数据,与周边数据相关性较强.在填充后的曲线图形上,还可以看到填补后数据分类性质明显,具有明显的归类特征.高质量的数据填充结果可以有效提高数据集完整性,达到高效、优质利用原有监测数据的目的.     

基于随机森林的基坑监测数据填补对比研究

根据项目监测实测数据,采用随机森林算法对基坑监测数据进行填充,分析了该方法的适用性、有效性,并与其他常见的数据填充方法进行对比研究.结果表明,随机森林方法作为一种集成学习方法,通过在模型训练时构造多个决策树,并输出分类结果,可以纠正普通决策树过度拟合的训练集合,且性能通常优于普通填充方法.基于随机森林方法填充后的数据,与周边数据相关性较强.在填充后的曲线图形上,还可以看到填补后数据分类性质明显,具有明显的归类特征.高质量的数据填充结果可以有效提高数据集完整性,达到高效、优质利用原有监测数据的目的.     

岩溶区土著植物黄荆条和红背山麻杆水浸提液对入侵植物飞机草萌发的影响

黄荆条和红背山麻杆是广西岩溶地区常见的土著植物,在这两种土著植物较多的群落中,飞机草的入侵受到影响。本文通过分析发芽率、发芽速率和化感效应敏感指数等指标,研究了黄荆条和红背山麻杆的根、茎、叶三个部位不同浓度的水提液对飞机草种子萌发的影响,以检验这两种土著植物是否对飞机草具有化感作用。结果表明,与对照相比,红背山麻杆各部位不同浓度的水提液以及黄荆条的根、茎不同浓度的水提液对飞机草种子萌发有微弱的影响,整体表现出低促高抑的现象; 但黄荆条的叶原液对飞机草种子萌发抑制作用显著,在黄荆条叶原液处理下,飞机草发芽率仅为对照的20. 75% ,化感效应敏感指数为- 3. 8191。从生态效益和经济效益考虑,黄荆条可作为岩溶地区生物替代防治飞机草的优选植物。      

Discontinuous Data 3D/4D Variation Fusion Based on the Constraint of L1 Norm Regularization Term

Classical 3D/4D variation fusion is based on the theory that error follows Gaussian distribution. When using minimization iteration, the gradient of objective function is involved, and the solution of which requires the continuity of data. This paper adopted the extended classical 3D/4D variation fusion method, and explicitly applied the prior knowledge, which was based on L1-norm, as regularization constraint to the classical variation fusion method. Original data was firstly projected into the wavelet domain during the implementation process, and new fusion model was adopted for data fusion in wavelet space, then inverse wavelet transform was used to project the result to the observation space. Ideal experiment was carried out by using linear advection-diffusion equation as four-dimensional prediction model, which made a hypothesis of the discontinuity with the data between background and observation, and that meant the derivatives between left and right were not equal on some points. The result of the experiment showed that the method adopted here was practicable. A further research was also done for multi-source precipitation fusion. Firstly, CMORPH inversion precipitation data were corrected through PDF (Probability Density Function, PDF) matching method based on GAMMA fitting function. Then corrected data was fused with the observation one. By comparison with the reference field, the result showed that this method can keep some outliers better, which might represent certain weather phenomenon. The L1-norm regularization variation fusion in this paper provided a possible way to deal with discrete data, especially for jump point.