大地电磁测深三维正演模拟及异常特征研究

为了实现大地电磁测深三维高效快速正演算法,本文研究了大地电磁测深积分方程三维正演模拟的理论与方法.首先详细地推导了Fredholm型积分方程;然后给出积分方程的离散方法、并矢格林函数积分的求解方法以及大型矩阵方程的存储与求解方法;最后,通过理论地电模型的计算检验了方法和程序编制的正确性,并展示了几种理论地电模型的数值计算结果,分析其异常特征.算例结果表明,该正演算法在CPU主频为1.81GHz、内存为1GB的计算机上能正确地模拟多个异常体的异常特征;地表电性不均匀体会使地表视电阻率曲线产生十分严重的畸变;TE模式相对TM模式纵向分辨率比较好,而TM模式的横向分辨率较好;随着异常体埋深的增加,反映异常的分辨能力进一步降低.     

基于杨赤中推估法空间插值的三维地质隐式建模

杨赤中推估法是一种对空间域复合变量通过连续的几何滤波过程来建立核函数的最小二乘推估法,建模过程简便且能基于少量已知数据点取得好的建模效果。针对地质勘查中离散、稀疏而不规则分布的地质特征点数据难以构建地质体三维模型的难点问题,提出了一种基于杨赤中推估法的三维地质空间插值与模型建立的自动化方法。该方法首先以地质特征点数据库为基础,选用负幂指数函数模型建立适合三维地质空间插值的杨赤中推估法估值数学模型;在此基础上,构建一套基于杨赤中推估法的三维地质空间插值计算和地质体隐式建模的自动化实现流程与程序;最后以实例矿化插值数据为基础,采用基于移动立方体算法的三维隐式建模方法,快速构建实例矿体三维模型。与人工交互圈定地质体边界和进行矿体推断的三维地质显式建模相比,这种方法能快速直观地分析地质特征并处理样品分析数据,方法可行且高效。     

都市聚落系统的形成规律——递增报酬与幂次法则的计算机与数理仿真

幂次法则是一个普遍存在于自然科学与社会科学界的现象,在都市体系中亦可观察到此一现象。过去的文献仅仅对于幂次法则现象进行了观察和解释,并未能完整地解释其形成的机制。本研究尝试由复杂理论中“递增报酬”的观念来探讨幂次现象的成因,采用计算机程序来仿真都市聚落体系形成的过程,并观察递增报酬与幂次现象之关系。该仿真包含了3 种不同的区位发展吸引模式,分别为相邻关系、规模吸引以及同时考虑规模与相邻的混合模式。计算机仿真显示：① 规模吸引与混合两种模式比相邻吸引模式能够更好地解释都市聚落的成长;② 依照递增报酬法则而仿真形成的都市聚落,与幂次现象呈高度相关。随后的数理仿真演算显示,幂次法则为一统计上的普遍现象,但在递增报酬等经济因素驱动下的都市聚落体系结构与真实的状况较为吻合。因此我们推测,递增报酬极可能是形成真实世界幂次现象的机制之一。     

框架结构损伤识别的改进直接解析法

在一般直接解析法的基础上进行模态截尾误差的改进,从而大大降低了测量模态数目,而且识别效果也很好,但迭代次数多且收敛比较慢,本文通过改进方程解法来提高其速度。作者将约束最小二乘法迭代迅速的特点和极小最小二乘法搜索寻优功能相结合,提出了一种混合迭代求解方法,改进的方法充分组合了一般方法的搜索能力强和约束最小二乘法求解精度高的优点,从而解决了改进模态截尾误差后迭代收敛慢的问题。通过对五层两跨的平面框架结构进行损伤识别数值模拟分析后表明改进的方程解法是有效的,与一般的方法相比,算法收敛速度明显加快,求解精度明显提高,验证了改进后方法的可行性与准确性。     

椭球面三角形外接大地圆圆心测地坐标的另一种解法

为了在测地坐标系中确定外接大地圆圆心,采用了解非线性方程组的牛顿迭代法,解法简便,易于理解.数据验证表明,由该数值法求解的结果与由解析公式获得的结果完全一致.由此亦表明,一些繁难的大地测量计算也可改用数值法来进行.     

GPS测码伪距绝对定位的几种算法

GPS定位方程是非线性的,一般处理方法是按泰勒级数展开取至一次项进行线性化,再利用最小二乘原理求解,如果所取观测站坐标的初始值具有较大的偏差,略去二次微小量的模型误差,对解算结果将产生不能忽略的影响。本文研究分析了GPS测码伪距绝对定位的传统算法,并提出了一种通过求差法将GPS绝对定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解测站坐标的新算法,通过实例计算表明该方法计算简单,不需要测站的初始坐标信息,不需要求导计算和迭代计算,对于提高GPS测码伪距单点定位的解算速度和精度具有重要的意义。     

病态方程组的分块迭代法及其在GPS整周模糊度估计中的应用

从求解严重病态线性代数方程组的实际出发,通过分离复共线矩阵列来将未知参数分组交替地作最小二乘估计,得到了一种新的迭代解法——分块迭代算法,并给出了迭代格式的收敛性证明。最后通过实例验证了上述结论。     

非二次幂Curvelet变换及其在地震噪声压制中的应用

本文分析了Curvelet变换在地震数据处理中的优势及不足,提出了非二次幂Curvelet变换.主要有两点改进:(1)将经典Curvelet变换非自适应的二次幂多尺度多角度分解方式改进为基于地震数据特点的、自适应非二次幂可控多尺度多角度分解方式,可以更有效地反映地震信号的主要方向特征和频率特征;(2)在最粗尺度引入各向异性分析,实现了对低频信号的精细处理.本文通过处理合成记录和含有面波干扰的实际数据算例验证了非二次幂Curvelet变换在地震噪声压制中的有效性.     

一种基于VB求解小流域设计洪峰流量的图解方法

1958年陈家琦等人提出了计算小流域设计洪峰流量的水利科学院推理公式法。该方法以暴雨形成洪水的成因分析为基础,建立计算模型,一般情况下能够较好地反映流域的产、汇流关系,具有很好的实用性。本文针对现行推理公式参数计算中存在的问题提出一种基于VB(Visual Basic)编程语言的计算机化的图解方法。应用实例表明,相比于传统图解法和迭代法,基于VB求解推理公式参数的方法可实现计算机自动绘图自动求解,不但计算简捷直观,而且精度高,便于工程使用。     

三维建模在储量计算中的应用

目前,三维建模是一种通用的地质研究和储量计算方法,它运用计算机技术,通过地质统计学方法进行品位评估和储量计算。本文以石灰石矿山为例,通过建立三维矿体模型对石灰石矿山的储量和质量进行评估,为矿山开采和资源综合利用提供详实和准确的数据。