带地质逆断层约束数据域的Delaunay三角剖分算法研究

在石油地质勘探三维建模中,逆断层是一种普遍的地质现象,它却控制区域地质的结构和演化与油气资源相关联,而逆断层数据点三角化问题在建模中也最为复杂。本文提出了一种可解决带地质逆断层约束数据域的三角剖分通用算法,通过对逆断层制图边界拓扑结构建立与分析,引入桥接点和辅助约束边界概念,对逆断层中复杂重叠域约束数据划分子区,最后进行Delaunay三角剖分,实现了带地质逆断层约束数据域的Delaunay三角剖分并应用于油气勘探设计等领域。     

边界虚拟钻孔在复杂地质体3维建模中的引入与确定

在矿山复杂地质体3维建模中,由于数据缺乏致使模型难以控制地质体空间边界特征,直接影响到模型的准确性和实用价值。借助边界虚拟钻孔方法来增加复杂地质体边界数据点密度,从而有效控制3维形体的边界,在一定程度上能缓解这一问题。以地层受断层破坏为例,分别就地层与断层4种典型空间分布组合特征下边界虚拟钻孔的确定方法进行研究,提出相应解决方案。边界虚拟钻孔和普通钻孔在数据存储方式、数据结构和表达方式等方面具有一致性,可用类似的处理方式,因而可以加快3维地质建模,提高建模精度。     

逆断层三维地质体直接体绘制技术研究

带有逆断层的地质体绘制一直是三维地质体建模的难点,已有软件通过划分断块,对断盘两侧地层分别建模型,不仅程序复杂,最后结果难以耦合.本文提出了一种新的三维地质体综合体建模技术,利用钻孔数据获取层面和断面数据,直接插值形成分层界面,完成复杂断块实体模型的绘制,该方法不仅适合层状连续地层绘制,而且能够将正断层、尖灭和逆断层统...     

结合MST划分和RHMRF-FCM算法的高分辨率遥感图像分割

针对基于像素的HMRF-FCM算法抗噪性差以及对地物复杂边界分割精度低的问题,提出一种结合形状信息的静态MST区域划分和RHMRF-FCM算法的高分辨率遥感图像分割方法。该方法定义一种静态MST同质区域划分准则,借助MST能较好表达边界和形状信息、能较好抑制几何噪声的特点,解决地物复杂边界的表达和降低分割结果中几何噪声问题。首先,利用MST静态划分将图像域划分成若干个均质区域,假设每个均质区域内光谱测度服从独立同一的多元高斯分布。然后,在此基础上构建了区域隐马尔可夫随机场模型,以及建立基于信息熵和KL信息正则化项的模糊聚类目标函数。最后,采用偏微分方法对分割模型参数进行求解,从而得到全局最优分割结果。为验证本文方法,对WorldView-3高分遥感图像进行分割试验。定性、定量分析了尺度参数、光谱相似性参数和区域紧致度参数对最优分割结果的影响,并对比分析本文算法和eCognition软件中的多分辨率分割算法、分水岭算法。     

一种八邻域图像边界追踪改进算法

针对传统的边界追踪算法主要用来提取环形封闭边界的局限性,提出了基于八邻域目标边界追踪改进算法,着重解决了图像追踪过程中边界重叠部位的内外边界标定与"孤岛"处理。应用本文算法与摩尔邻域边界追踪算法分别对MPEG7-CE图形库中的4幅图像进行边界提取测试,结果表明改进算法提取结果正确。最后将本文算法应用于北极冰雪图像海冰边界提取,试验结果表明改进的算法可以有效提取大范围具有复杂拓扑关系的图像边界。     

带岛区约束数据域的Delaunay三角剖分通用算法研究

文章提出了一种可解决带岛区约束数据域的三角剖分通用算法,通过对岛区制图边界拓扑结构建立与分析,引入双联点和辅助约束边界概念对岛区外部划分子区(抽象出凸或凹多边形),再采用任意多边形内部三角剖分算法,实现了带岛区约束数据域的Delaunay三角剖分并应用于油气勘探设计等领域。     

断层参数反演的动态惯性因子的粒子群算法

采用大地测量观测数据进行地震断层参数反演是大地测量反演的研究热点,也是研究地震发生机制的重点.针对目前在断层参数反演中所用粒子群算法反演精度较低的问题,分析了地震断层参数反演的非线性特点和基本粒子群算法的特征.考虑到基本粒子群算法在处理高度非线性问题时易陷入局部最优解,且求解过程中局部最优解与全局最优解之间会相互影响,...     

边界约束最大p区域问题及其启发式算法

针对城市空间内的自动化分区,顾及空间域边界对于分区结果的约束效应,提出一种边界约束最大p区域问题。在最大化区域个数p前提下,针对单元与多个边界交叉产生的单元从属不确定性,设计一种顾及空间单元从属不确定度的单元差异性加权目标函数。并在满足阈值约束等最大p区域问题原有约束下,增加若干边界约束,保证形成的区域一般在某个边界之内,若需跨越多个边界,则需涵盖整个边界。针对该非确定性多项式难题设计并实现一种基于禁忌搜索的启发式算法,并在模拟数据和实际数据集上进行实验。实验结果表明,该方法可以使科研和实验人员能够将现实世界中的边界约束灵活地加入到分区问题的模型中,以对最大p区域问题的求解结果进行更为实际的控制。     

GNSS数据的智能聚类学习算法研究

随着GNSS终端设备的普及与广泛应用,海量的、带丰富位置信息的数据所隐藏的地质与空间变迁信息正在支撑智慧城市的发展。论文以10组不同城市出租车GPS数据为研究对象,以遗传算法、粒子群算法和蚁群算法3种智能算法为研究基础,以聚焦划分聚类算法为自动聚类的基本算法;提出了基于智能优化的GPS数据自动聚类学习算法,这些算法通过所构建的模糊系统和初始化种群技术,有效地克服了基于划分聚类算法的聚类数目不易确定、预设参数过多、敏感于初始种子点、难以将上一代优秀聚类结果保存到下一代、易陷入局部最优等长期以来存在的缺陷。     

顾及复杂环境约束的无人机三维航迹快速规划

针对在地形、禁飞区、气象、危险物、通视约束等复杂环境下,无人机三维航迹规划存在效率差与精度低的问题,本文通过设计多层扩展A*算法,提出了一种顾及复杂环境约束的无人机三维航迹快速规划方法。该方法剖析典型复杂环境对无人机航迹的多种约束信息等,构建三维航迹规划环境模型;通过结合无人机自身性能约束,设计多层扩展A*算法进行三维分层扩展,搜索获取无人机最优参考航迹;采用线简化和线平滑的方式对参考航迹进行简化与优化;最后选择典型案例区域开展试验分析,证明本文方法能够快速准确地规划出复杂环境下的最优可行航线。     

一种基于GTP的复杂地质体真3维

在总结分析现有复杂断层及倒转褶皱3维建模方法的基础上,提出一种基于广义三棱柱（GTP）的3维交互建模方法（岩柱体分区RPBP建模法）。文中定义了岩柱体、界限三角形两个重要概念,RPBP法可以通过构建断层界限三角形,将复杂断层系转化为多个简单断层系,然后采用构建简单断层系模型的方法来实现复杂断层系的3维建模;而对于倒转褶皱,RPBP法则通过构建褶皱轴界限三角形避免数据局部重复和冲突,使GTP建模过程得以顺利进行。实验表明,该方法能便捷可靠地实现含多断层相互切割、倒转褶皱等复杂地质体的真3维建模。     

AN INITIAL ATTEMPT AT INTERPRETING THE STRUCTURE OF MOUNTAINOUS AREAS IN THE WESTERN ANTARCTIC WITH SPACE IMAGERY

The second of two reports on the use of space imagery in the interpretation of Antarctica's geologic structure applies interpretation procedures described in an earlier article (see Mapping Sciences and Remote Sensing, 1985, No. 1) to produce a geologic map of a portion of the Antarctic Peninsula. Features identified on space imagery and depicted on the map include: a deep pericratonnal fault zone, a Mesozoic fold belt interrupted by a complex system of faults, and ring or annular structures of volcanic origin. Translated from: Antarktika, AN SSSR Mezhduve-domstvennaya komissiya po izucheniyu Antarktiki, Doklady komissii [USSR Academy of Sciences Joint Commission on Antarctic Research, Commission Report], No. 24. Moscow, 1985, pp. 43-49.     

卫星多故障探测和识别的独立分量分析法

鉴于独立分量对异常值具有较强的敏感性,提出了基于独立分量分析(ICA)的伪距多变量时间序列异常值探测算法,并且利用契比雪夫不等式给出了异常值探测的阈值,引入时间序列干预模型估计了潜在故障扰动的大小,根据3σ准则确定出故障星的位置。根据RAIM的实时性要求,采用滑动窗口的思想对上述批处理探测算法进行改造,本文提出了一种卫星多故障在线探测和识别的新算法,并给出了新RAIM算法的实施流程。利用5个iGMAS北斗监测站的民用观测数据对新算法进行验证,试验分析结果表明,新算法对于卫星多故障的实时处理具有较好的效果,且其故障正确探测率优于以往的RANCO方法。     

渭河盆地构造应力场有限元数值模拟

依据渭河盆地活动构造特征及深部地层结构,以高精度GPS成果为边界条件,构建了区域三维有限元模型,并将模拟断裂运动性质及区域构造应力场,与地质地球物理的结果对比检验了模型模拟结果合理性。数值模拟结果更加精细地揭示出,陇县-马昭与韩城-华县断裂是渭河盆地中部与东、西部构造应力场差异的明显分界带,两条断裂夹挟的盆地中部区域是拉张应力（NW-SE向）集中带,陇县-马昭断裂以西则呈显著挤压应力（近E-W向）,韩城-华县断裂以东以NE-SW向挤压应力为主;而礼泉-蒲城-合阳断裂又为盆地中部区域南、北两侧构造应力场差异分界带,断裂南侧较北侧呈现出更显著的NW-SE向拉张应力,该特征与断裂南侧构造地裂缝较北侧更为发育相对应。     

大量约束边条件下Delaunay三角网的快速生成

讨论了建立约束Delaunay三角网算法的研究现状,采用“逐点插入法”和“多对角线交换算法”构成“两步法”,在此基础上,从建立高精度三角网模型的需求出发,研究以大数据量等高线为约束边进行Delaunay三角剖分的改进算法。针对“逐点插入法”,采用网格分块的方法对构网点集和已生成的三角网建立索引,提高了点的查询速度和点在三角网中的定位速度,提高了三角网的生成效率;针对“多对角线交换算法”,增加了一些特殊情况的处理,提高了算法的健壮性和交换速度。     

Gondwana-Derived Terranes Structural Mapping Using PALSAR Remote Sensing Data

Gondwana-derived terranes are now separated by major faults or suture zone, which are rarely simple and easily recognizable lineaments. Different association of ore mineral systems such as deposits of sediment-hosted/orogenic gold and granite-related minerals is discovered in collision and subduction zones of the Gondwana-derived terranes. They are associated with large-scale, terrane-bounding fault systems and broad areas of deformation. Mineralization mostly associated with structurally-controlled complex lodes, veins, sheeted veins and veinlets in diverse orientations. Recognizing the structural significance of lineaments and curvilinear is very difficult in tropical, arid and Antarctic regions due to environmental obstacles. Remote sensing data could be used to detect geological structures associated with suture zones between Gondwana-derived terranes especially for large inaccessible regions where fieldwork is limited or nonexistent. In this investigation, the Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) satellite remote sensing data were used to map major geological structures in the Bentong-Raub Suture Zone of Peninsular Malaysia. It is one of the major structural zones in Sundaland, Southeast Asia, which forms the boundary between the Gondwana-derived the Sibumasu terrane and Sukhothai-Indochina arc. Structural features associated with sediment-hosted/orogenic gold deposits in the Central Gold Belt and tin mineralization in S-type granites in the Main Range were investigated using PALSAR data and comprehensive fieldwork. Results indicate that main faults strike along 340° to 350° that are intersected by many shear or lateral fault zones are high potential zone for gold mineralization in the Central Gold Belt. Hydrothermally alteration mineral zones and cataclastic rocks are also the other indicators of gold mineralized veins in the gold belt. High potential zones for tin mineralization are N–S strike-slip faults, fault zones and shear zones trending E–W, NE–SW and WNW–ESE in dissected crystalline granitic rocks that are associated with hydrothermal alteration zones in the Western Tin Belt. Lineament analysis using PALSAR satellite remote sensing data is a useful tool for mapping major geological structural features and detection of the boundary between the Gondwana-derived terranes and detailed structural analysis of fault systems and deformation with high potential for a variety of mineral resources, especially in tropical, arid and Antarctic regions.     

利用组合算法反演球体分层模型的断层参数

随着空间大地测量观测精度的提高,大地测量反演模型也更加精确细化,对反演算法也提出了更高的要求。针对球体分层位错模型断层参数反演问题,从反演参数的敏感性与相关性两个方面入手,分析了遗传算法在反演中的缺陷,提出了迭代最小二乘算法与遗传算法相结合的组合算法,利用模拟数据反演验证了算法的有效性。在遗传算法的断层参数反演中,断层的深度和滑距往往难以得到良好的结果,主要原因首先是上深度与下深度之间以及深度与滑距之间具有很强的相关性,其次是深度和滑距的敏感性相对来说也比较低。组合算法在各种倾角的断层上都取得了理想的反演结果,具有实用性。     

含交叉断层的复杂地质体3维建模算法研究

在矿井生产中,出现交叉断层的区域往往是地质构造非常复杂的地方,也是危险高发的区域。对含交叉断层的3维地质建模的算法进行了研究。其主要思想是分别建立岩层和断层的TIN模型,以断层交线作为约束条件,进行带约束三角剖分,从而建立起交叉断层模型。这将有利于矿山的工程管理,减少危险的发生,作为后续采矿生产的依据。     

复杂环境下高分二号遥感影像的城市地表水体提取

水体指数可以抑制背景噪声和提高地表水体的可分性,已经广泛用于地表水体提取。传统FCM聚类算法考虑了地物的不确定性,但没有顾及地物的邻域空间信息,对背景异质性比较敏感。针对传统FCM聚类算法的不足,提出一种可变邻域的区域FCM聚类算法。由于复杂环境下高分二号(GF-2)遥感影像的城市地表水体具有复杂异质背景和不确定性的特点,本文利用水体指数和区域FCM聚类算法的优点,提出一种整合水体指数和区域FCM的城市地表水体自动提取算法,该算法主要步骤包括:(1)去除影像阴影后计算归一化差分水体指数NDWI(Normalized Difference Water Index);(2)区域FCM聚类算法;(3)整合水体指数和区域FCM聚类的城市地表水体自动提取算法。最后采用两景GF-2高分辨率遥感影像(广州和武汉)进行实验,验证了该算法的有效性,并与经典地表水体提取算法进行对比分析。实验结果表明:该算法具有较高的水体提取精度,城市地表水体边界既具有较好的区域完整性又保持了局部细节,同时对城市地表水体复杂背景噪声具有较好的抑制作用,有效减少传统FCM聚类算法的"胡椒盐"现象。