变系数分位数回归模型的贝叶斯推断

主要考察一种基于非对称Laplace分布的变系数分位数回归模型,并利用可逆跳的MCMC算法来估计了变系数函数。这种估计方法充分考虑了每一个变系数函数的差异性,允许不同的系数函数有不同的节点个数和位置。本文最后以具有典型性的波士顿房价作为变系数分位数回归的贝叶斯估计的例子,说明了该模型在现实问题中应用的合理性。     

基于最小二乘支持向量机的声速空间变化模型构建

建立声速空间变化模型是解决声速剖面代表性误差的有效方法。在对不同声速剖面进行标准化处理的基础上,通过声速训练样本及核函数的选取,提出并实现了一种基于最小二乘支持向量机算法的声速空间变化模型构建方法。为了检验该方法的有效性,选取实测的声速剖面数据进行验证,结果表明该方法能有效地构建声速空间变化模型,从而消除或最大限度地削弱声速剖面代表性误差。     

无线传感器网络中基于能量平衡的部署算法

为平衡能量损耗并用网络生存期最大化,提出1种无线传感器网络(WSNs)中基于能量平衡的节点部署算法.此算法基于距离调整网络部署,也就是根据不同位置的节点能耗调整节点的间距.文中提出能耗最低点并不等于生存期最优.仿真证明基于这种部署策略网络的能耗大大降低,网络生存期比均匀部署策略高160%,同时给出调整距离、网络半径、节点传递范围和节点数量之间的参考关系.     

基于桁架模型和多孔介质模型的柔性网衣和周围流场单向耦合方法研究

柔性网衣作为渔业养殖的重要组成部分,其水动力的计算分析对网箱的安全使用至关重要。基于桁架模型和多孔介质模型对柔性网衣和流场单向耦合计算的数值模拟方法进行了研究。通过code_aster软件基于桁架模型计算出网衣变形后节点坐标和网衣受力,然后将节点坐标导入OpenFOAM识别出网衣变形后的多孔介质区域,并基于多孔介质模型模拟水流作用下网衣周围的流场和计算网衣的受力。为了验证模型的正确性,将不同工况对圆形网衣的数值模拟结果与物理试验数据进行比较,包括code_aster中计算的网衣变形形状、OpenFOAM模拟的网衣周围流场以及在code_aster和OpenFOAM中计算的网衣受力。计算结果表明,圆形网衣在单纯来流下变形明显,与试验结果保持一致,证明了网衣变形和水动力单向耦合方法的准确性。     

不同节点布置下二维涡激振动的无单元法参数化分析

尝试建立1种基于无单元法的涡激振动数值模拟算法,并给出适用于涡激振动分析的前处理自动布点方法.基于无单元法理论,使用动最小二乘法构造形函数,利用无单元伽辽金法,采用速度和压力分离模式,及手工布点和自动布点2种方法所得出的节点布置形式,对流场控制方程进行空间离散,模拟二维涡激振动的流场形态,并对VIV相关参数进行分析,计算不同节点布置情况下的升力系数(Cl)、曳力系数(Cd)及斯特罗哈数(St),并与物理模型实验结果进行对比.计算结果表明,无单元伽辽金法应用于立管VIV分析是可行的,且文中采用2种布点方法均能较好的模拟流场中泻涡脱落的形态,计算结果与传统方法和物理模型实验结果吻合良好.证明文中2种布点方法都能用于固定圆柱的二维VIV分析,但自动布点法能够更好地适用于复杂问题的计算及圆柱体在流场中的VIV动力响应分析.     

基于隐含狄利克雷分布的多语种文本的自动检测研究

本文提出无监督的基于隐含狄利克雷分布(LDA)的潜在语义模型来处理多语种混合文本的语种鉴别问题。区别于一般的依据困惑度对模型进行筛选的方法,本文介绍一种基于最小描述长度(MDL)的新方法,用collapsed Gibbs Sampling(CGS)学习算法来训练得到相应的LDA模型。本文采用mitlm工具包生成N-gram计数文件并构建了用于多语种识别的字符级语言模型。之后本文使用了3种不同的语种鉴别系统与LDA模型做对比实验。实验选取ECI/MCI标准数据库中9种欧洲系语言进行鉴别实验,在没有任何标注的情况下,实现了较好的准确率和召回率结果。     

长江口深水航道整治工程不同阶段北槽河床冲淤特征的动力机制分析

本文使用数学模型的方法,探讨不同工程阶段(1998年1月至2008年2月)北槽河床冲淤特征的动力机制。应用Delft3D模型建立了精度较高的长江口～北槽三维嵌套流场模型,为分析整治工程对北槽河床冲淤的影响,设计了4个数值试验来计算不同工程节点时北槽海域的流场分析,分别采用相同的外部驱动力(洪季)和不同工程节点的北槽地形与工程配置。通过比较不同工程节点的潮周期平均流场的平面分布、典型横断面分布和航道剖面分布及变化,发现:随着导堤、丁坝工程的建设,新建导堤和丁坝对应区段的主槽水动力显著增强,可见"双导堤+丁坝群"的束流效果明显;新建坝田,受导堤、丁坝影响水动力急剧减弱。不同工程阶段影响下,北槽海域水动力的"强弱变化"分布与同期河床"冲淤变化"格局基本吻合,因此,深水航道整治工程阶段影响下的水动力强弱变化是引发北槽河床冲淤变化的主要动力因素。     

平面二维流场中质点运动的可视化

对平面二维流场中质点运动的可视化进行了研究,提出了一种适用于三角形非结构化网格系统中质点运动轨迹的跟踪算法,利用数值计算方法的稳定性限制条件对质点位置的搜索算法进行了优化,极大地降低了算法的时间复杂度,提高了计算效率,采用Shepard插值法求解质点的速度,四阶龙格库塔方法积分质点的运动轨迹,选用Visual Fortran语言实现了质点运动的动态显示,将本文方法与平面二维潮流模型相结合,用于渤海潮流场中质点运动规律的研究,初步得出了渤海中质点运动和水效换的一些规律。     

潮汐流动中污染物排放的一种远区计算模型

本文建立了一个适合于潮汐流动中污染物排放的远区动态平面二维数值计算模型。该模型的计算特点是将流场和浓度场分开计算，即所谓“非耦合解”，运用有限节点法计算了流场，用改进的有限节点法计算了浓度场。该模型应用于长江大厂镇江段，其计算出的流场和该江段典型污染物Ｆ－的浓度场与实测一致，在此基础上，用设计潮计算了一个污水排江方案，确定了其影响范围     

渤海湾黄河入海口区余流特性分析

本文通过实测资料和计算分析，探讨了渤海湾黄河入海口区余流的特性。分析得出，该海区余流主要受潮波系统、季节风及入海径流的影响．这3种因素在渤海湾黄河口海区均可独立产生各自的余流场，该海区的余流场依海区的位置和季节的不同由上述3种余流流场叠加而成，叠加后的余流场将对黄河入海泥沙的扩散产生深远的影响。     

基于EMD算法的海洋内波参数反演

利用合成孔径雷达(SAR)图像研究海洋内波具有其他遥感探测及实地海洋测量不可替代的优势,然而从SAR数据中提取内波参数的方法却往往由于人工选取的位置不同使得反演的内波参数产生不同的偏差,为了尽量避免人工操作带来的误差并有效反演内波参数,文中提出了一种SAR图像海洋内波波向与波长参数估计的新方法。通过人工选取内波前导线上的3个位置点,计算机自动地获取内波的位置和内波的波向,提取内波断面,在此基础上利用EMD算法反演内波波长,结合内波区域海水密度剖面数据,进一步反演内波振幅参数。通过对实测SAR图像数据进行处理的结果可知,采用该方法对内波SAR图像进行处理,能很好地定位内波位置并获得传播方向及内波波长参数,结合海水密度剖面,实现了内波振幅参数反演。人工干预选取3个位置点,自动计算内波前导线弯曲弧度并自动计算5个内波剖面,减少了由于人工干预操作不同形成的偏差。     

基于无向图Floyd加速模型的海图抽选方法研究

为解决传统海图抽选存在的主观性高和抽选效率低的问题,尝试将图论中的Floyd算法应用到海图抽选问题中,通过在无向图多路径数据结构中对Floyd算法进行加速改进,提出了一种基于无向图Floyd加速模型的海图抽选方法。该方法通过对网络图及算法进行优化,实现了抽选海图航路覆盖范围的最大化和抽选海图数量的最小化,并将时间复杂度降至O(1/2(n)(n-1)~2);通过利用基于等价点数组的最短路径集算法,实现了同等海图数量前提下的不同海图选取方案。最后通过实验验证了上述模型在海图选取中的可行性和优越性。     

随机森林模型在遥感水深反演中的应用

随着我国浅海测绘需求的日益增长,文中利用四波段的WorldView-2高分辨率遥感影像,选取我国南海西沙群岛中的甘泉岛和台湾南湾地区作为典型试验区,开展水深反演研究。引入随机森林算法构建了随机森林水深反演模型,并同常用的3种水深反演模型进行精度对比。结果表明,在甘泉岛和南湾地区随机森林模型反演的水深值和真实水深值的RMSE分别为0.85 m和1.59 m,MRE分别为8%和12%,均优于其他3种模型。     

基于角动量模型的流场涡旋提取方法

分析海洋流场数据进行流场涡旋提取是流场可视化的重要方法。通常实际存在的涡旋具有不规则性,导致涡旋的提取通常需要复杂的计算。本文分析流场数据中涡旋的特点,提出一种基于角动量最大值模型提取涡旋的方法。建立角动量模型计算获得近似涡旋中心点,然后通过空间聚集分析和流场信息熵的计算来提取区域内涡旋。实验结果表明,与传统的提取方法相比,该方法不需要通过复杂计算即可提取涡旋区域并保证准确度,可以应用于不同空间分辨率的数据,同时解决了流场信息熵计算时鞍点对涡旋影响的问题,对于弱涡旋也有较好的提取效果。     

基于osgEarth的大规模流场并行计算方法

全球海洋流场具有数据规模大、计算复杂度高等特点,传统的可视化线性积分卷积(LIC)算法计算时耗高,难以满足大规模流场的实时交互可视化需求。本文基于OSG提出了大规模流场的LIC并行计算可视化方法,计算方法以osgEarth开源渲染引擎为基础,利用GPU的高性能计算技术,构建统一的设备计算框架,实现了LIC算法的并行化以达到加速效果。实验结果表明:该算法的加速比能够提高50倍,可满足全球海洋流场实时交互可视化处理的需求。     

面向海洋监测的传感数据可用性评价技术

无线传感器网络已成为监测海洋环境信息的一种重要手段,然而由于传感设备部署的范围和密度不同,造成不同位置的感知数据的可用性差异很大,针对此建立模型并进行评价对于高质量的数据获取和清洗具有重要的意义。基于传感器节点的感知模型、能耗模型和改进的Leeway漂流模型,面向感知数据的可靠性和时效性两个方面,建立了围绕海洋监测应用的综合评判指标,进一步提出数据采集船航行路线的评价方法和数据源的选择方法,最后通过实验验证了提出模型和方法的有效性。     

数字海底地形分割算法

根据不同海底地形特征,提出了基于多波束测量数据进行海底地形分割的"三态值模型"法,其步骤包括:将地形数据滤波和网格化;利用"3×3"差分算子计算各节点的梯度;利用最大梯度追踪算法检测正负地形与平缓地形的分界线;利用"三态值"算法识别正、负和平缓地形。应用该方法对胶州湾实验海区多波束实测数据处理结果表明,该方法切实可行,能够对数字海底地形准确地进行快速分割。     

基于物理特征的平面流场拓扑简化算法

基于网格合并思想实现的平面流场拓扑简化,存在物理特征被忽略和并行实现困难的问题,难以满足远程可视化的要求。文中提出1种基于物理特征的平面流场拓扑简化算法。算法通过计算生成平面流场的物理特征参数图像,利用图像分割提取平面流场的特征区域达到流场简化的目的。实验结果表明,算法能从物理特征和宏观的角度出发快速、准确描述平面流场的拓扑结构,为平面流场可视化提供了1种新方法。     

基于CUBE算法的多波束测深数据自动处理研究

对CUBE算法自动处理多波束测深数据的模型建立、格网节点的多重估计和最优估值选取准则进行了详细介绍,深入分析了多重估计的实用性,并通过实测数据对该算法进行实现.利用了抗差Kalman滤波改进CUBE算法.通过模拟数据对改进的CUBE算法进行实验,验证了算法改进的必要性.     

多波束无验潮水深测量中垂直基准模型构建

为了解决多波束无验潮水深测量Caris数据处理中垂直基准模型的构建问题,基于EGM2008模型,通过插值算法建立了测区范围内深度基准面的大地高模型。通过实例讨论了构建深度基准面的大地高模型的步骤和方法。结果表明:该模型构建方法正确,模型内符合精度为3cm左右,外符合精度为10cm左右,能够满足区域范围内多波束无验潮水深测量的需要。