基于钻孔数据的三维地质建模与可视化研究

三维地质模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性,因此三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视。笔者在综合考察多种建模方法的基础上,结合工程实践,提出了一种实用的工程地质三维建模实施方法。该方法以钻孔资料和地质剖面数据为三维地质建模的源数据,允许用户手工修正模型剖面地层分界线,从而实现对建模过程的干预和控制,克服了单纯依靠钻孔数据建模结果不精确且难以修正的问题。最后,通过一个研究实例展示了该方法的实际建模效果。     

Interpolation by regularized spline with tension: I. Theory and implementation

Bivariate and trivariate functions for interpolation from scattered data are derived. They are constructed by explicit minimization of a general smoothness functional, and they include a tension parameter that controls the character of the interpolation function (e.g., for bivariate case the surface can be tuned from a membrane to a thin steel plate), Tension can be applied also in a chosen direction, for modeling of phenomena with a simple type of anisotropy. The functions have regular derivatives of all orders everywhere. This makes them suitable for analysis of surface geometry and for direct application in models where derivatives are necessary. For processing of large datasets (thousands of data points), which are now common in geosciences, a segmentation algorithm with a flexible size of overlapping neighborhood is presented. Simple examples demonstrating flexibility and accuracy of the functions are presented.On leave from the Department of Physical Geography and Cartography, Comenius University, Mlynská dolina, Bratislava, Czechoslovakia.On leave from the Institute of Physics, Dúbravská cesta 9, Bratislava, Czechoslovakia.     

使用价值分析优化方法在功能—技术矩阵求解中的应用

功能—技术矩阵,经众多工作者的努力研究,已渐趋成熟与实用。但如何利用功能—技术矩阵构造在广义现代设计领域中适用的科学模式,解决多学科设计方案的组成与评价问题,还存在薄弱环节。本文利用“使用价值分析优化”的概念,从设计方案技术先进性和经济合理性的协调统一的角度出发,较好地实现了功能—技术矩阵可行优化组合链的组成与评价,弥补了以往的缺陷。     

GIS中直线元内插点精度及对误差带的影响

基于误差传播定律，考虑参数r误差影响，推导了线元内插点的精度计算公式，讨论内插点精度对线元误差带的影响，并对影响的结果进行了分析，得到了一些有益的结论。     

地学自由曲面径向基函数网络重建的详细算法

径向基函数(RadialBasisFunction,简称RBF)神经网络是一种理想的地学离散数据网格化工具,能够适应各种不同分布形式和边界条件的数据,收敛速度较快,可以逼近任何复杂曲面。这里详细介绍了RBF神经网络的算法。适当径向基函数的形式和偏差系数是使用RBF神经网络作地学曲面重建的关键。大量的实际数据验证结果表明,当选用Gauss型径向基函数时,一般可获得比较理想的网格化效果,同时具备"曲面平滑"和"拟合度高"的特点。     

基于体素模型的三维显示技术

针对矿产资源勘探数据的特点,研究了适合地质体信息三维可视化的体绘制模型和空间插值算法。基于IDL软件平台,开发了三维数据可视化软件;该软件能够快速、准确地将地质体的物性特征展示出来。最后,以内蒙古某金属矿床钻孔资料为例,对建立的三维可视化方法技术进行了应用检验,取得了较好的应用效果。     

应用航磁数据分维计算推断火成岩的分布

计算巴彦浩特盆地航磁异常的分维数, 对计算出的分维数绘制等值线图, 并根据分形特征对该地区的火成岩进行划分, 得到了以往直接对航磁异常图进行推断解释所不能得到的良好地质效果。最后讨论如何选取最佳窗口和最佳网格来计算分维数, 并对此提出了2个经验。     

水气两相流系统K-S-P模型参数反演的最优估计

应用渗流力学和参数反演辨识最优化理论,建立了水气两相流控制方程,给出了控制两相流系统K-S-P模型参数之间的本构关系,并对其中的相关参数进行数值反演辨识,得出待求参数的最优估计值。对不同质地土壤的实验测试值进行对比分析,其结果吻合较好,验证了模型的适定性和可靠性,解决了实验数据处理以及结果对初值的敏感性问题,并且该数值方法可通过多组初值参数进行数值实验,结合实验结果来满足实际工程的需求。这不仅对非饱和带内污染物传输、气藏工程试井计算、填埋气体的释放以及挥发性有机污染物的去污分析中两相流数值计算提供基础,而且对K-S-P本构关系之间参数的确定提供了可靠的理论依据。     

冬小麦夏玉米土壤水分预报及优化灌溉模型

利用土壤水分平衡方程，结合河南省冬小麦和夏玉米的生长规律和1994～2000年冬小麦、夏玉米田实测土壤湿度资料，建立了河南省冬小麦、夏玉米土壤水分预报及优化灌溉的计算机模型。用1998～1999年郑州市麦田实测土壤湿度资料验证该模型模拟结果，未来10、20、30天土壤湿度相对误差分别为-7．3％～7．7％、-8．3％～6．8％、-7．6％～7．7％，表明利用该模型，可以较为准确地预报未来1个月的土壤水分变化，并可根据小麦、玉米不同发育期特点，给出以最高产量和最佳经济效益为目标的灌溉建议。     

基于小波统计特性的遥感图像像素与特征联合最优融合方法

遥感影像的IHS融合方法由于匹配误差导致光谱畸变和退化,而小波变换在变换域具有良好的分频特性,小波系数的统计特性反映了遥感影像的边缘、线和区域等显著特征。提出了基于小波统计特性的遥感影像的像素和特征联合最优融合方法,在IHS空间,对强度分量I的高频部分利用多分辨率小波融合方法进行影像的高频细节特征融合,低频部分选取光谱信息和空间分辨率评价指标作为融合权系数求优指标,进行像素级最优融合,实验结果证明了该方法的有效性。