几何特征与神经网络联合优化的室内三维点云语义分割方法

室内三维点云数据精准语义分割是实现深层次室内空间应用的基础。针对现有三维点云数据语义分割方法存在目标不完整和不一致的问题,本文提出了一种几何特征与深度神经网络联合优化的室内三维点云语义分割方法。该方法首先利用深度学习实现室内结构信息语义标签的初步提取,然后利用几何与颜色特征的点云分割方法对原始数据进行精确分割,最后利用概率模型将深度学习语义分割结果与几何分割结果进行交叉融合,实现语义分割结果的联合优化。基于开放数据集对本文提出的分割方法进行了精度和有效性验证,分别采用室内场景简单到复杂的三组室内点云数据进行了测试,试验结果表明,本文提出的方法能够有效提升室内三维点云语义分割精度。     

最小割与深度学习联合优化的室内粘连点云分割方法

随着数字城市的发展,城市三维模型重建对三维点云结构化的需求与精度要求越来越高。如何有效准确地分割室内语义模型与三维重构是当前研究的热点问题。点云分割分类是室内点云结构化的重要基础,如何将粘连点云构件进行准确分割并用于室内点云结构化,是当前城市建模的难点。本文提出了一种面向室内粘连点云数据的分割分类方法。首先,利用深度学习网络处理室内点云数据;其次,对点云数据进行标签分类,得到目标标签点云;然后,利用欧氏算法对目标点云进行聚类分割,通过室内语义构件包围盒信息计算各目标中心点坐标与水平半径;最后,利用点云最小割实现室内粘连点云的准确分割。利用3组室内场景中获取的数据对分割方法的精度及有效性进行了验证。结果表明,该分割优化方法具有较高的精度与数据完整性。     

南岭成矿带多尺度重力场及深部构造特征

利用小波多尺度分解方法分离不同深源尺度花岗岩侵入体的重力异常信息, 结合视密度填图方法划分了5 km、15 km及25 km深花岗岩体分布特征, 并综合地震成像和大地电磁测深资料, 对南岭花岗岩侵入体的赋存侵位、诱发热源以及成因模式等问题进行初步探讨.研究结果表明, 以茶陵-郴州断裂为界, 区内重力场和岩体构造呈明显分区, 东南区岩体局部重力异常幅值较小, 地表出露岩体较薄, 岩浆沿着小通道上涌形成岩盖; 西北区岩体局部重力异常幅值较大, 侵位深度较深; 区内大多数岩体侵位深度不超过25 km; 深部地球物理资料还揭示诸广山和猫儿岭地区15~25 km附近存在大规模低密度、低速特征的陆壳重熔区; 诸广山地区上地幔顶部存在低速、低阻熔体特征的软流圈上涌通道, 推测来自软流圈的玄武岩浆底侵造成该区中下地壳岩石部分熔融, 并为其周围大规模成岩成矿提供热源和物质来源.      

庐枞矿集区上地壳结构与变形：综合地球物理探测结果

为揭示庐枞矿集区三维结构,深化对成矿作用的认识,为深部找矿提供更多信息,作者在庐枞矿集区实施了相互交叉的五条综合地球物理探测剖面。综合分析反射地震、MT及区域重磁数据,提出了矿集区上地壳结构、组成和构造变形的新认识。庐枞矿集区东西结构由"两坳一隆"组成,即西侧的潜山—孔城坳陷和东侧的庐枞火山岩盆地,二者之间以一隆起相隔;南北结构呈"南坳北隆"阶梯式台升,两个"台阶"断裂分别为汤家院—砖桥断裂、庐江—黄姑闸—铜陵拆离断层。庐枞火山岩盆地呈不对称"箕状",四周由向盆地倾斜的边界断裂围限。北、东边界断裂(BF2、LHTD)为深断裂,控制火山岩盆地的发展与演化。构造上,矿集区由"三横六纵"断裂系统构成,从北到南的"三横"依次为:庐江—黄姑闸—铜陵拆离断层、汤家院—砖桥断裂和仪津—陶家巷断裂(BF3);从西到东的"六纵"依次为:郯庐、滁河(CHF)、罗河—缺口、枞阳—黄屯、陶家湾—施家湾断裂和沿江断裂带。矿集区的形成与演化主体上受燕山陆内造山运动的影响,经历了中—晚侏罗世古太平洋板块NW向挤压和白垩纪的伸展。本文还取得了一系列新发现。确定了"沿江断裂"为逆冲断裂系,庐江—黄姑闸—铜陵断裂为向南倾斜的低缓拆离断层;新发现汤家院—砖桥断裂,该断裂将庐枞火山岩盆地和潜山—孔城坳陷分为南北两部分。庐枞火山岩东北部,发现保存相对完好的早、中侏罗世沉积盆地,盆地呈NWW—SEE走向,深达5.0km,认为它可能是印支期陆—陆碰撞后伸展阶段形成的盆地。     

椭球体的视电阻率特征

椭球体是最具代表性的典型三维地电体之一,它三个轴的长短经过变化后可以和多种形状的地电体相似。因此,实现了椭球体电阻率的求解,就可以模拟绝大多数三维地电体的电阻率曲线。从拉普拉斯方程的求解出发,得到了均匀空间中存在的水平椭球体异常表达式,并用简单加倍的方法得到了均匀半空间中水平椭球体的视电阻率公式,结合倾斜旋转椭球体的视电阻率公式的规律,得到了倾斜椭球体的视电阻率公式,再进行一系列简化得到板状体。最后分析对比了均匀电场中旋转椭球体和板状体的视电阻率曲线的形态和规律。结论表明:旋转椭球体与板状体的视电阻率曲线的走向大体相似,且板状体的曲线相比旋转椭球体较缓和。对于低阻情况,在异常体顶部附近的视电阻率异常为零,异常体的倾向一侧有极小值,反倾向一侧有极大值,曲线随倾角α的增大而逐渐变陡。对于高阻情况,视电阻率的极大值出现在异常体顶部附近,两侧有极小值,倾向一侧的曲线较缓和而反倾向一侧的曲线较陡峭,随着倾角α的增大,视电阻率异常变大。     

城镇周边土壤中含铅矿物的环境意义

通过对长江下游南京至苏州一带铅污染土壤中含铅矿物的鉴定识别和来源分析,确定土壤中铅的来源,既有附近含铅矿床开采过程中带出的含铅矿物,也有人为叠加的成分。作为相对稳定的含铅矿物,方铅矿、白铅矿和人工含铅颗粒含量越高,土壤中有效态铅所占比例就越低。对Pb异常土壤中含Pb矿物的研究,可以解释土壤与农作物籽实中铅含量间的复杂关系,同时也可以为生态地球化学评价标准和预测预警方案的制定提供参考。     

江苏省流动人口城—镇—乡分布的时空分异与影响因素

以江苏省为研究区,探索了2010—2020年间流动人口在城、镇和乡（即城区、镇区和乡村3类地域类型）分布的时空分异和影响因素。研究发现：① 江苏省城和镇流动人口占常住人口的比例普遍增加,但镇的增幅明显高于城,乡的流动人口占比却在近一半的市县出现减少。② 江苏省流动人口苏南—苏中—苏北分布的梯度格局尚未发生根本性改变,苏南仍是吸引流动人口的高地,但苏中和苏北的镇对省内流动人口的吸引显著增强。③ 苏南一些乡和苏中、苏北一些镇流动人口占比有明显提升,体现了乡镇对流动人口的集聚能力。④ 模型结果显示,政府社会投入的增加有利于增强城、镇、乡对流动人口的吸引力;城镇居民恩格尔系数在城和镇对两类流动人口占比的影响有所不同;产业的影响因城、镇和乡的不同而分异：工业在城、镇、乡均为正向影响;产业结构的高级化在城镇仅对省内流动人口占比具有正向作用;农林牧渔业在乡为负向影响。     

三维GIS中的参数化建模方法

为实现大规模地形景观和精细工程设施模型在三维GIS中的无缝集成管理,并支持工程设施全生命周期的共享应用,提出了一种可根据设计参数自动建立复杂设施三维模型并交互式编辑修改的方法,扩展了三维GIS数据模型,实现了三维几何模型与其参数信息的有机集成与同步更新,并以桥梁模型的构建为例验证了该方法的可行性和有效性。     

卵石土场地地震反应特征振动台试验研究

为研究卵石土场地地震反应特征,基于四川成都典型卵石土场地,通过振动台模型试验研究卵石土场地在不同地震波、不同地震强度激励下的加速度峰值放大系数、加速度频谱反应及动土压力反应,并且对其场地地震反应非线性效应及土体动剪应力-动剪应变关系进行分析。结果表明：卵石土场地表层土层对地震波具有明显的放大效应,加速度峰值放大系数介于1～1.4之间,下部土层放大效应较小,加速度峰值放大系数介于0.9～1.2之间。卵石土场地对地震波具有低频放大,高频滤波的作用,滤波频率上、下限随激励强度的增大逐渐向低频方向移动。激励强度较小时,土体尚未破坏,动土压力在地震过程中逐渐增大;随着激励强度的增大,动土压力反应明显增大,表现出骤减后逐渐增大的现象。在激励强度较小时(SN1),中部土体最先进入非线性反应阶段,地震波在中部土层能量损耗最大;激励强度较大时(EL3),土体均发生了较大变形,土体最大动剪应变达到1.7%,此时卵石土场地对地震波的放大作用明显减弱。     

基于时间卷积网络的地震波阻抗反演

近些年来,深度学习网络的兴起极大地推动了人工智能技术在地震数据处理、反演以及解译等领域的应用.地震波阻抗反演是石油地震勘探领域的一项关键技术,其反演精度在圈定油气储层构造中起到非常重要的作用.提出了一种基于数据驱动时间卷积网络（temporal convolution network,TCN）模型的地震波阻抗反演方法,旨在无需建立初始反演模型,直接利用工区的少量测井标签数据,以地震振幅数据为输入,将波阻抗反演转化为时间序列建模任务,最终输出地下模型的阻抗信息.采用Marmousi2数据集对基于TCN的波阻抗反演模型进行训练、验证和测试,结果显示,在测试集上该模型预测结果的皮尔逊系数和决定系数分别达到97.92%和95.95%,并对远离训练区域的波阻抗信息预测有着良好的泛化性,且在预测时间和预测精度等方面都要明显优于前人的相关研究工作.上述结果表明,TCN时间序列深度学习模型在复杂地层波阻抗反演中具有一定优越性和应用前景,为地震波阻抗反演提供了新思路.