基于蚁群规则挖掘算法的多特征遥感数据分类

蚁群算法作为一种新型的智能优化算法,已经成功应用在许多领域,然而应用蚁群优化算法进行遥感数据处理则是一个新的研究热点。蚁群规则挖掘算法是基于分类规则挖掘进行分类,能够处理多特征的数据。因此,论文将蚁群规则挖掘算法应用到多特征遥感数据分类处理中,并采用北京地区的Landsat TM和 Envisat ASAR数据作为实验数据,对选择的遥感数据进行了多特征分类实验。实验结果分别与最大似然分类法、C4.5方法进行对比,分析表明:1)蚁群规则挖掘算法是一种无参数分类的智能方法,具有很好的鲁棒性,2)能够挖掘较简单的分类规则;3)能够充分利用多源遥感数据等。它可以充分利用多特征数据进行土地覆盖分类,从而能够提高分类的效率。     

土体渗流固结参数识别方法

根据土体固结过程中超孔隙水压力观测资料,建立了基于遗传算法的土体渗流固结参数非线性识别方法,解决了经典高斯-牛顿极小化问题所存在的局部极小问题和最小二乘法所存在的当初始值选择不合适时迭代过程发散的问题,提出了根据观测仪器的精度,建立迭代终止条件的方法。数值计算结果表明,本文所提出的非线性反演方法适合于土体固结参数识别等类似的反问题。     

遗传算法中的光滑约束反演及其在青藏高原面波研究中的应用

光滑约束技术在线性反演中具有重要的作用,但在遗传算法的反演中则很难直接施加于模型参数,其原因是采用光滑处理后的模型参与迭代后,模型的多样性受到很强的压制,并在少量的迭代过程中使种群的各个模型趋向一致,从而得不到满足条件的最优解．本文给出了一种可用于遗传算法反演的间接光滑约束方法．该方法将遗传算法迭代过程中产生的模型经处理后得到的光滑模型,作为误差函数计算的输入模型．迭代过程仍采用原模型,避免了模型的多样性损失,在面波反演和接收函数反演的试验中取得了良好的效果．我们利用该方法对青藏高原地区的瑞利波相速度资料进行了反演,揭示了青藏高原中部地区S波速度结构的横向变化特征．结果表明,青藏高原北部地区地壳Ｓ波速度较南部地区低;大多数路径在15～40ｋｍ 深度范围内,存在12～25ｋｍ 厚的地壳低速层;上地幔低速层位于100ｋｍ 深度以下,厚度主要在40～80ｋｍ 范围内变化,个别路径可达100ｋｍ 以上．安多台以北、玛沁和玉树以西之间,在上地幔90～230ｋｍ 深度范围存在明显的低速层,最低速度约4.2～ 4.3km／s．根据不同路径的S波速度结构和前人的资料,我们认为印度板块的俯冲可能以雅鲁藏布缝合带附近为界．     

Wallis变换在小波影像融合中的应用

介绍了一种基于Wallis变换的影像增强方法在影像融合中的应用。通过分析线性拉伸、直方图均衡拉伸和Wallis变换3种影像增强方法对多孔算法中小波系数分量的影响,得出对原始的高分辨率影像进行线性和直方图均衡拉伸后和多光谱影像的融合效果与直接用原始高分辨率影像进行融合的效果差别不大,增强算法本身没有提高融合的效果,而基于Wallis变换的影像增强方法可以较好地把携带细节信号的小波分量表现出来,有效地用于影像融合的模型中。     

复杂二维/三维大地电磁的有限单元法正演模拟策略

复杂二维和三维大地电磁模型的正演数值模拟具有一定的挑战性。对于复杂的二维和三维大地电磁正演问题,我们采用有限单元法进行求解。有限单元法最后形成一个线性方程组,系数矩阵是大型稀疏的带状对称复系数矩阵,并且其条件数远大于1,为严重病态矩阵,求解其对应方程组会遇到很多困难。不完全LU分解处理的Bi-CGSTAB迭代方法可用于该线性方程组的求解,并且具有速度快、精度高和稳定性好等优点;为了模拟无穷远边界及满足计算机的内存需求,在保证计算精度的情况下设计了非均匀网格剖分;在程序编制中,只存储有限元系数矩阵的非零元素,大大减少了正演计算的时间。通过对二维和三维模型电磁响应的计算,验证了算法的正确性。     

声波方程频率域有限元参数反演

推导出频率域有限元声波正演方程,为了消除边界反射,将Clayton-Engquist旁轴波动方程吸收边界条件引入频率域,并对有限元刚度矩阵和质量矩阵进行压缩存储,利用广义共轭梯度法求解有限元方程获得正演解.在此基础上,推导出在某一频率下波场数据残差δU与单元物性参数修改量δλ之间关系的Jacobi矩阵,反演方法允许利用地面二维炮集全波场资料与给出初始模型参数的正演值的差值δU,迭代求得δλ.由于计算机内存的限制,方法计算不允许有过多数目的未知数个数,因此还提出了对同一介质物性单元的Jacobi矩阵元素进行压缩组装的措施,从而使反演的未知量个数减少,结合采用共轭梯度迭代法,使得只需利用有效波频段的少数一些频率即可进行迭代反演.正演和反演理论模型的数值模拟结果表明方法是有效的.     

煤炭绿色开发地质保障体系的构建

掘锚自动化作业是煤矿巷道智能掘进的关键,针对当前掘锚设备交替作业过程中相对位姿测量和碰撞检测难题,提出一种数字孪生驱动的煤矿井下掘锚设备跟踪定位与碰撞检测方法。首先,为克服井下掘进工作面低照度、高粉尘、复杂背景干扰的影响,以多点红外LED标靶作为信息源,通过工业相机采集红外LED特征点图像,利用Hough轮廓检测与质心法提取光斑中心并通过二进制编码识别标靶ID,采用改进稀疏光流算法对光斑进行跟踪,同时建立基于PNP的掘锚设备位姿解算模型,采用对偶四元数获得设备间相对位姿。其次,利用数字孪生技术,基于Unity3D平台建立对应实际尺寸的掘锚设备及工作面数字孪生模型,利用Socket通信方式实现虚拟空间与物理实体之间的实时数据传输与交互,在虚拟空间中实现掘锚设备实时位姿的三维可视化,结合任意多边形OBB(oriented bounding box)碰撞检测算法,实现掘锚设备虚拟碰撞检测。最后,搭建实验平台进行掘锚设备位姿测量试验,同时对虚实运动轨迹和碰撞检测效果进行验证。实验结果表明：掘锚设备跟踪定位实验的位置误差不超过20 mm,角度误差不超过0.30°;虚实位置坐标对比中X轴方向最大误差不超过1.14 mm;Y轴方向最大误差不超过1.10 mm,能够保证系统虚实一致性和同步性,满足掘进工作面作业过程中掘锚设备实时跟踪定位及碰撞检测的要求。

     

地面核磁共振找水反演

简要介绍了地面核磁共振找水的正演理论方法,采用高斯求积并结合连分式展开的方法对核磁共振核函数中包含双重贝塞尔函数的积分核进行了数值积分,进而计算出精度较高的核函数值,在此基础之上,讨论了导电性对地面核磁共振信号的影响.基于奇异值分解算法,对核磁共振找水理论模型进行了反演研究,在不导电的情况下,重构出了比较理想的含水率分布.总结并改进了模拟退火算法,用改进的模拟退火算法分别对覆盖层高阻和导电条件下的核磁共振人工合成数据进行了反演,试验结果表明,利用改进的模拟退火算法反演地面核磁共振是可行的,而且反演结果较稳定,收敛速度较快.     

基于模糊理论的时空数据模型及算法解决

针对当前时空数据模型中存在的主要问题,本文提出了一种基于模糊理论的时空数据模型.该模型从时空对象演化的角度出发,结合模糊隶属度的概念,力求精确表达对象演化的整个过程及对象之间的相互关系.在此基础上,进一步分析了该模型的数据结构以及算法解决,为时空数据模型的研究提供了新的思路.     

基于粗糙集和遗传算法的超光谱波段集合整体缩减

提出一种对高光谱遥感影像波段集合进行整体缩减的方法。该方法首先根据模糊集和粗糙集理论,对原光谱波段集会进行近似等价波段区间的自动划分。对于每个近似等价波段区间,在考虑其他区间合成影像数据影响的情况下,利用遗传算法进行合成权系数的优化。实验表明,整体迭代线性合成方法不仅具有较高的计算效率,而且可以获得比独立线性合成方法明显优化的结果。