MATLAB语言在非线性最小二乘估计中的应用

伴随着测量事业的发展,要编制测量参数估计的矩阵运算程序越来越复杂,难度也越来越大。MATLAB与其他编程语言相比,具有简单直观、速度快等特点。本文将MATLAB语言运用于非线性模型参数估计,并给出了单纯形法进行非线性参数估计的函数程序。     

高逼真度虚拟森林环境的半球成像方法模拟分析

半球成像方法可广泛应用于植被结构参数及冠层光合有效辐射测量等领域。高逼真度虚拟森林环境的半球成像方法模拟及验证可用于定量评估半球成像方法测量精度及地面验证研究。但高逼真度虚拟森林环境下半球成像方法模拟面临场景复杂度高、面片数巨大、模拟效率低等难题。首先,论文以高逼真度虚拟森林环境构建原理建立了不同林分密度、树木分布模式、场景大小及树木种类等特征的虚拟森林环境库;然后,在采用光线跟踪算法开展半球成像方法模拟时,对比分析了4种数据结构分割平面搜索方法,即空间中分法、对象中分法、启发式排序法和启发式BIN分区法,结果表明,启发式排序法性能最佳;最后,以高逼真度虚拟森林环境库,对比分析了传统方法、Kdtree、BVH、Octree 4种数据结构方案组织、管理单树几何模型及虚拟森林场景两级数据集效率,并选择场景节点遍历数、单树几何模型节点遍历数、单树几何模型遍历数、面片遍历数及平均计算时间等参数作为衡量数据结构组织方案性能的定量化指标,研究发现Kdtree数据结构方案较其他3种数据结构方案更为优越,因此,其可作为高逼真度虚拟森林环境库的半球成像方法模拟之首选。     

基于Android的移动公交辅助导航系统设计与实现

基于Android移动开发平台,设计一款公交辅助导航软件系统。基于Android操作系统,结合SQLite数据库和百度地图应用程序编程接口,通过全球定位系统实时定位用户当前位置,完成公交线路查询、公交站点查询、出行线路规划等功能。同时,包括离线查询和在线查询,能满足用户在不同情况下完成公交信息查询和路线规划。创新性地提出了效率较高的"基于线路与站点的直达车搜索算法"、"基于直达车线路和站点的换乘车搜索算法"。实验结果表明,系统能运行于基于Android系统的移动设备,为用户出行带来方便。     

农村中小学选址的空间运筹

农村中小学的选址问题是当前地理学区位理论应用的一个热点,学校作为一个设施对学生上学安全和便捷程度有很大影响。许多学者研究了学校的区位问题,然而对农村地区来说,采用模型不够适合。本文学校选址研究充分考虑P-重心模型和P-中心模型的优缺点,在P-重心模型的基础上对模型进行改进,增加学生上学最大距离不超过某一阈值的约束,这样改进后的模型同时具有P-中心和P-重心模型的优点,既保证农村偏远地区的学生上学相对方便,又保证加权距离和相对最小。为了方便应用,应用地理信息科学方法,使用改进的节点交换搜索算法求解,然后通过Visual Studio 开发平台和ArcGIS Engine 二次开发组件库开发了农村中小学最优选址的决策支持系统。最后以山东省某镇为例,用该系统解决该镇的小学选址,结果发现改进后同时具有P-重心和P-中心特性的模型比传统的P-重心模型更能适合农村小学选址,能够作为小学学校规划选址的辅助决策依据。     

地下水污染源反演的Hooke Jeeves吸引扩散粒子群混合算法

根据污染物质量浓度监测数据进行地下水污染源反演是一类典型的地下水逆问题,该问题可转化为决策变量为污染源位置和强度的最优化问题进行求解。基于Hooke-Jeeves粒子群混合算法,引入吸引扩散粒子群(ARPSO)算法的粒子群发散算子,保证混合算法的种群多样性,并提出HJ-ARPSO混合算法,再结合地下水污染物迁移模型MT3DMS反演地下水污染源的位置和强度信息。在已知污染源位置和未知污染源位置两种情形下,分别利用HJ-ARPSO算法、HJ-PSO算法和GA算法进行地下水污染源反演。在两种情形下,HJ-ARPSO算法均具有较高的寻优成功率(分别对应为100%和90%);与之相比,未引入粒子群发散算子的HJ-PSO算法在未知污染源位置情形下其寻优成功率迅速降为60%;GA算法寻优效率则最低。算例结果表明,HJ-ARPSO算法是一种有效的地下水污染源反演优化算法。     

黑龙江鸡西地区一维速度模型

根据鸡西地震台网6个地震台记录的113个爆破S波和P波的到时差数据,和1979年牡丹江爆破数据给出的3个远台10个S波和P波的到时差数据,利用网格搜索法,得到鸡西地区一维P波和S波速度模型,并应用于爆破定位,定位精度有较大提高。     

地下洞室黏弹性位移反分析模式分层运算

在洞室黏弹性位移参数反分析中,对分层优化方法存在初始值选取困难、计算量大等问题进行了探讨,提出了基于最小二乘法的模式分层运算方法,改变参数求解机制,避免了由于初始值选取不当造成迭代不收敛的现象,加强了求解搜索的有效性,提高解的精度和稳定性,通过工程实例进行验证。数值计算结果表明,模式分层运算对洞室黏弹性多参数位移反分析计算的结果真实、可靠。     

基坑土钉支护可靠性分析优化算法

针对基坑工程中岩土参数存在随机性和变异性的特点,基于响应面重构法、遗传算法和禁忌搜索方法研究了土钉墙边坡可靠性分析方法。考虑土钉的加固作用,建立了适用于土钉墙边坡任意形状滑面安全系数计算的改进Morgenstern-Price法。基于响应面原理,将改进Morgenstern-Price法取代传统响应面法中的有限单元法来随机抽样构造响应面函数,建立了一种近似的土钉墙边坡可靠度计算方法。以土体的抗剪强度指标 、 为随机变量,提出了一种能同时确定土钉墙边坡最小可靠度指标 及相应最危险滑面的全局优化计算方法--土钉墙可靠性分析自适应禁忌搜索遗传算法（ATSGA）。结合算例,分别以土钉墙边坡的最小可靠度指标和最小中值安全系数为目标函数,采用ATSGA法搜索其相应的最危险滑动面,结果表明,二者相差较大。     

基于群体搜索的串行蒙特卡罗反演方法的并行算法(英文)

随着并行计算技术的发展,非线性反演计算效率在不断提高,但对于基于单点搜索的非线性反演方法,其并行算法的实现则是一个难题。本文将群体搜索的思想引入到基于单点搜索的非线性反演方法,构建了并行算法,以量子蒙特卡罗方法为例进行了二维地震波速度反演及实际资料波阻抗反演,并测试了使用不同节点数进行计算的效率。计算结果表明:该并行算法在理论和实际资料反演中是可行的和有效的,具有很好的通用性;算法计算效率随着使用节点数的增加而提高,但算法计算效率的提高幅度随着使用节点数的增加逐渐减小。     

基于改进果蝇算法的非线性模型参数估计方法

在对基本果蝇优化算法的寻优流程进行深入分析的基础上,提出一种单方向搜索处理的改进果蝇优化算法（IFOA）。该方法可以对极值点为非零非负的非线性函数进行优化处理,将其应用于非线性模型参数估计。实例表明,IFOA方法在参数估计精度上优于线性近似法与非线性迭代方法;与以遗传算法为代表的智能搜索方法相比,其估计精度相当,并具有参数设置少、寻优过程简单、易于程序实现等优点。