相似集合预报方法在北京区域地面气温和风速预报中的应用

相似集合是近年来提出的一种基于相似理论、大数据挖掘和集合预报思路的统计释用方法。文中首先介绍了相似集合的基本原理,并应用该方法对北京快速更新循环数值预报系统（BJ-RUC）v3.0预报地面要素开展了订正释用试验。结果表明,相似集合订正后,在0—36 h预报时段内,10 m风速的均方根误差降低44%,2 m气温的均方根误差降低22%,均方根误差均显著减小。对比测站预报误差的水平分布,相似集合方法的应用对于提升非城区站点的10 m风速预报、复杂地形区域的2 m气温预报具有更为明显的效果。相同预报因子的相似集合和支持向量机方法对模式10 m风速和2 m气温预报均具有显著且相似的订正效果,但相似集合方法具有计算资源需求较少、不需要大量人工干预的优势。相似集合方法形成的集合较好地模拟了模式平均误差的增长情况,集合离散度与集合平均均方根误差表现出理想的统计一致性,即相似集合方法在形成确定性预报的同时,还能够提供预报要素的不确定性或概率信息。因此,相似集合方法在模式预报订正及释用方面具有广阔的应用前景。      

时空Kriging算法在区域地磁场插值中的应用及改进

本文以区域地磁场为应用背景,研究了时间域信息对地磁场插值效果的影响.用时空Kriging算法进行插值时,在时空Kriging变差函数的拟合过程中,将角度信息引入向量距离,定义了新的向量距离形式,提出了改进的时空Kriging算法,并对权重的选取进行讨论.对经度87.2°E—126.6°E,纬度19.0°N—49.6°N范围内的32个台站时均值地磁场数据进行插值实验.在添加了时间信息之后,插值结果在兼顾经度方向和纬度方向变化的同时,边值问题也得以缓解,明显优于传统方法.交叉验证结果表明,随着时间域信息和向量角度的加入,Kriging算法的性能得到改进,地磁场的插值精度依次提高.对比实验中,改进Kriging算法的精度最高、性能最稳定,MAE集中在1nT左右,MSE集中在[0,5]的范围内.     

基于SVM的泥石流危险度评价研究

选取泥石流一次(可能)最大冲出量(L₁)、泥石流发生频率(L₂)、流域面积(S₁)、主沟长度(S₂)、流域最大相对高差(S₃)、流域切割密度(S₆)和泥沙补给段长度比(S₉)7个因子作为泥石流沟谷危险度评价因子,运用支持向量机理论,以云南省37条泥石流沟的259个基础数据为样本进行学习训练和测试,建立泥石流危险度评价的支持向量机模型,通过实例验证,取得良好效果。     

基于DEM的机助航空摄影技术设计

In aerial photography, the primary factor is terrain undulation. However, most of the external aerial photography software used for aerial photography design do not take terrain undulation influence into consideration. Therefore, the design result has comparative randomicity and ＂gaps＂ are expected. An aerial photography design system is developed by analyzing the terrain undulation influence to the design result with DEM data so that the forward overlap and side overlap can be justified according to the block terrain undulation to meet specifications or standards. The data designed by this system is compared with the real flying data. The results show that making use of DEM to assist in aerial photography design can ensure that the designed result fits the real terrain better.     

支持向量机方法在膨胀土分类中的应用

将支持向量机方法应用于膨胀土分类问题中,建立了膨胀土分类的支持向量机模型。以膨胀土实测数据为学习样本,经过训练,得到膨胀土的分类区间。应用该模型对剩余的膨胀土数据进行预测,预测结果表明支持向量机分类模型性能良好、预测精度高、简便易行,是膨胀土判别的一种有效方法,具有广阔的应用前景。     

碳酸盐矿物的阴极发光性与微量元素的关系

碳酸盐矿物的阴极发光特征与其成分有关。笔者用阴极发光与电子探针微区分析法对砂岩中碳酸盐矿物进行测试分析 ,其结果表明碳酸盐矿物的阴极发光与微量元素含量有如下规律 :①碳酸盐矿物在铁含量高于猝灭下限或锰含量低于激活下限时 ,不具有阴极发光性 ;②铁的猝灭下限约为 0 0 4mol,锰的激活下限为小于 7× 10 - 5mol;③铁 /锰比值越高 ,越不利于碳酸盐矿物阴极发光 ;但是铁 /锰比值小于 1的碳酸盐一定具有阴极发光 ;④铁或锰二者之一含量很少时不利于碳酸盐矿物的阴极发光。     

基于聚类和支持向量回归的短期负荷预测方法

提出了一种基于自组织特征映射(SOFM)的聚类分析和支持向量回归(SVR)的电力系统短期负荷预测方法。该方法首先利用自组织特征映射网络,通过无监督学习策略,对训练样本集进行聚类分析,将其分为若干相似子类;再针对每一子类构造一个支持向量回归(SVR)模型,以对应子类的样本集训练SVR模型。由于聚类后的每一子类的样本具有相似性,同时子类样本数较少,因此,该方法能够缩短训练时间,提高预测精度。基于某电网提供的历史负荷数据进行的不同方法对比实验说明了该方法的有效性。     

2008年汶川地震破裂的滑移向量

估计同震滑移向量对于认识和理解破裂方式和破裂过程具有重要意义。2008年汶川大地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带的中央断裂和前山断裂上各形成了一条长250 km和72 km的地表破裂带。地震发生后至今,已经发表了大量有关同震位错沿破裂带分布的论文和报告,但绝大部分都仅仅是破裂的走向位错和垂直位错,极少有同震滑移向量的报道。这不仅是因为野外难以直接测量到水平缩短量(或拉张量),而且还因为这些走滑位错实际上是视走滑位错,部分或全部来自水平缩短或拉张。因此,仅仅根据视走滑同震位错和垂直同震位错估计的同震总滑移量肯定包含了相当大的误差。尝试利用据不同走向参考线测量到的一组(两个以上)视走滑位错来计算水平滑移向量的这一新方法,获得了中央破裂带上的7个水平同震滑移向量,并结合垂直位错量进一步计算了走滑、倾滑和水平缩短三个同震滑移分量以及断层倾角和破裂面上的同震滑移向量,综合出露破裂面的擦痕所指示的滑移向量,并对比根据矩张量解获得的震源深度的滑移向量,得出以下认识:(1)破裂南段的地表滑移向量的方位角明显小于震源深度滑移向量的方位角,表明在破裂从震源向地表传播过程中破裂面上的滑移向量发生了逆时针旋转;(2)滑移方位角向北东方向逐渐增大,表明地平面上水平滑移向量表现出顺时针旋转的趋势,而且在破裂向北东方向传播过程中近地表的走滑分量逐渐减小而倾滑分量逐渐增大;(3)几乎在每一个观测点倾滑分量都大于走滑分量,表明汶川地震的破裂方式在任何地点都是以逆冲运动为主;(4)破裂面倾角在10.4°～64.7°,平均值为41°,与天然破裂露头和探槽揭示的结果基本一致;(5)滑移向量沿破裂带的分布显示,走滑分量中段大而两端小,倾滑分量则相反,中段小两端大。     

基于统计参数的二维节理粗糙度系数非线性确定方法

岩体节理粗糙度系数JRC与其统计参数之间具有复杂的非线性关系,单一统计参数因存在对结构面形貌描述的片面性,从而导致JRC计算结果的可靠性较低。从结构面起伏角、起伏高度及其分布特征的角度选取了平均起伏角avei、平均相对起伏度H/L、起伏角标准偏差iSD和起伏高度标准偏差hSD 4个参数共同反映结构面形貌。以已知JRC试验反算值的102条结构面剖面线作为样本数据对支持向量机进行训练,构建JRC与所选取的统计参数之间的非线性映射关系,建立了JRC支持向量回归(SVR)预测模型,并通过Barton标准剖面线的JRC预测值与试验反算值的对比证明了模型的可靠性。以三峡库区秭归县马家沟滑坡所处地层岩体结构面为例,基于三维激光扫描试验获取了其表面形貌数据并建立了三维形貌模型,开展室内直剪试验反算得到了其JRC。实例JRC的计算结果表明,SVR模型预测结果与试验反算值的相对误差仅为4.5%,不同统计参数回归关系式对于相同剖面线的估算结果存在较大差异,表明基于所选取的统计参数,采用SVR模型预测得到的JRC更加可靠。该方法为JRC的定量确定提供了新思路。     

岩体演化的非线性动力学模型与稳定性分析

以时间序列为基础,应用支持向量机建立岩体演化的非线性动力学模型,依据Lyapunov指数给出最长可预报时间,并通过函数拟合、变量代换将其化为标准的尖点突变模型,利用突变理论对其进行稳定性分析。结果表明,该模型预测效果理想,并具有良好的推广能力。