矿井工作面底板水害探查方法对比试验

矿井工作面底板探水电法穿透方式较多,且特点各异.通过室内实验模拟井下常用的单极—偶极法、平行双极—偶极法以及双巷并行电法技术,分析三种探测方法的优缺点,为工作面底板水害实测提供参考.结果表明:三种方法采集数据各有特点,对于异常体均有反应.单极—偶极法采集数据量有限,其探测结果的收敛性稍差;平行双极—偶极法数据采集量较大,但数据采集效率相对较低,施工时间长,适合进行小范围探测;双巷并行电法技术的数据采集量大,数据采集效率高,目标体收敛性好,其面内底板赋水区的空间范围判断准确,适合于进行精细探查.     

基于VTI各向异性介质的频率域海洋可控源电磁三维约束反演

近年来,海洋可控源电磁法（MCSEM）被引入油气勘探领域以降低勘探风险.在海洋环境中,受沉积因素所造成的电阻率各向异性的影响,地电模型往往会非常复杂.为更好地反映地下电性结构,本文实现了基于VTI各向异性介质的频率域海洋可控源电磁三维反演.其中,正演采用基于Yee氏交错网格的三维有限差分算法,所形成的离散线性系统通过大规模并行矩阵直接求解器（MUMPS）进行求解.反演采用基于不等式约束的有限内存BFGS（L-BFGS）算法.最后,利用VTI各向异性介质合成数据,分别进行了电阻率各向异性覆盖层和电阻率各向异性高阻层的三维反演,结果表明：（1）基于并行直接法的MCSEM非常适用于海洋电磁所特有的多场源问题;（2）针对各向异性覆盖层模型进行三维各向异性约束反演,提高了解的可靠性;（3）针对电阻率各向异性高阻层,Inline和broadside数据覆盖的反演结果对异常体位置有很好的反映.

     

嵌入式环境下导航地图数据表示和并行调度显示算法

构造了满足导航要求的地图数据表示多维要素集NDIS_SET,针对嵌入式环境下计算、存储等资源有限的情况,提出了地图数据并行调度显示算法N_PDIS(navigation data parallel display),该算法根据地图显示操作进行模糊图幅预判,并通过动态图幅调度生成两块位图,实时将其中的一块切换至屏幕,算法通过两个并行线程完成。实验结果表明,N_PDIS在显示速度和平滑性方面有明显的优势。     

税湾地震黄土滑坡的岩土动力特性及其稳定性评价

黄土滑坡体的稳定性是一项重要的地质调查内容,需要结合区域地震地质条件进行评价。对天水市麦积区税湾某黄土滑坡体采用并行电法探测和数值模拟2种手段进行论证评价。通过并行电法对滑坡体进行精细分层探查,确定滑坡体的赋存状态及主滑面特征参数,精确构建税湾滑坡体的数值模型,进一步分析其在地震荷载作用下的动力响应特征;同时,采用多种方法计算滑坡体在自然状态、小震和大震3种情况下的稳定安全系数,其中利用强度折减法所得系数分别为2.942、1.99和0.683,结果表明,大震情况下该黄土滑坡体将发生滑动破坏。其过程为早期在滑坡体上部出现拉裂破坏、中下部出现剪切破坏,随着震波的持续加载,斜坡上下剪切应变高值贯通,滑面形成。采用现场探测和数值模拟相结合的评价方法及其所取得的结果,可为当地滑坡防治提供指导,为类似滑坡的稳定性评价提供参考。     

广义回溯方法及并行计算机系统的最优任务调度

给出了广义回溯方法,并用此方法较有效地解决了平行计算机系统的最优任务静态调度问题。     

一种基于CUDA的大数据量地理加权回归并行加速算法

针对传统地理加权回归(GWR)在大数据量计算中存在的计算效率低、内存占用大、数据规模受限等问题,本文提出了快速并行地理加权回归(FPGWR)算法,基于英伟达CUDA架构实现了GWR的并行加速,将串行过程分解为并行的独立回归计算模块,同时优化了内存使用模型,提高了算法的运行速度。对比FPGWR和传统GWR在不同数量级模拟数据上和真实数据上的运行速度,结果显示,FPGWR能够支持更大规模的样本量计算并有效提升运行效率,数据量越大加速效果越显著。     

地理栅格数据并行I/O的研究与实现

随着遥感和测绘技术的进步,日益增大的数据量和高效的数据I/O矛盾逐渐凸显。本文针对这个问题提出了地理栅格数据的一种并行I/O模式,并对该I/O模式进行了相应的编程实现。通过设计实验验证其正确性和效率,我们发现相比传统的栅格数据I/O库（GDAL库）而言,采用本文提出的并行I/O模式对应的I/O库将能同时保证结果的正确性和高效性。     

融合余弦退火与空洞卷积的遥感影像语义分割

为了捕捉遥感影像中丰富的上下文信息与多尺度的地物信息,改进集成模型的策略,提高语义分割精度,提出一种融合周期递增余弦退火与多尺度空洞卷积的高分辨率遥感影像语义分割方法。方法引入多尺度并行的空洞卷积,有利于捕捉更大范围的上下文信息,在不增加参数的情况下,提高网络对多尺度对象的辨识能力;使用全连接条件随机场引入空间和边缘的上下文信息,提高网络对遥感影像的细节分割能力;引入周期递增的余弦退火策略调整学习率,获得合适数量的局部最优解,集成局部最优解进一步提升网络在像素上的分类能力。在Gaofen Image Dataset数据集上的实验结果表明,多尺度并行空洞卷积可以充分捕捉遥感影像上的多尺度地物信息,能有效辨识复杂对象;空间和边缘上下文信息的引入使语义分割对象的边界辨识更精准;周期递增余弦退火策略能明显减少集成模型的推理时间,模型的总体精度与Kappa系数均优于目前主流的语义分割模型。     

结合多路径的高分辨率遥感影像建筑物提取SER-UNet算法

针对深层卷积较难兼顾全局特征与局部特征从而导致提取建筑物边缘不准确和微小建筑物丢失的问题，以注意力机制和跳跃连接为基础提出SER-UNet算法。SER-UNet算法在编码器阶段耦合SE-ResNet和最大池化层，在解码器阶段关联SE-ResNet与反卷积层，通过跳跃连接将编码器提取的浅层特征和解码器提取的深层特征进行融合后输出特征图。验证SER-UNet算法的有效性，在MAP-Net网络并行多路径特征提取阶段使用SER-UNet算法替换原网络中的特征提取结构，分别在WHU数据集和Inria数据集上进行评估，IoU与精度分别达91.46%、82.61%和95.67%、92.75%,对比UNet、PSPNet、ResNet101、MAP-Net网络，IoU分别提高0.49%、0.14%、1.89%、1.57%,精度分别提高0.14%、1.06%、2.42%、1.09%。分析SER-UNet算法的泛化能力，将级联SER-UNet的MAP-Net网络在AerialImage数据集上进行提取验证，IoU与精度分别达85.32%和94.13%。结果表明，结合SER-UNet算法的MAP-Net并行...     

一种运动平均优化的并行式光束法平差方法

针对当前大规模影像运动恢复结构中并行式光束法平差收敛性差、精度低的问题，该文提出了一种融合运动平均优化的并行式光束法平差方法。该方法将大规模影像间的匹配关系表示为共视图，利用图分算法将整个区块分为多个子区块，并对各子区块进行快速局部光束法平差；图分后，将各子区块作为顶点构建子区块聚类图；在聚类图上利用运动平均优化，获得各子区块的全局旋转和全局平移参数，同时保持子区块内部的刚体结构和不同子区块间的几何相关性；最后，融合各子区块的重叠区域得到完整场景，实现对整个区块的平差优化。使用大规模无人机影像和地面近景影像数据进行实验，结果表明，相比传统方法，该文方法计算效率提高了10倍；相比当前的并行式方法，该文方法在精度、收敛性和计算时间方面都有明显提高。