速度差对井间走时层析成像质量的影响及其改进方法

在井间地震初至走时层析成像中,随着相邻地质体速度差的增大,使得射线分布不均匀,以及网格剖分不合适,导致层析成像结果不理想.物理和数值模型的井间走时层析成像表明：当速度差超过30.0%时,层析结果畸变较大;在30.0%～15.0%之间时,层析结果较好;低于15.0%时,层析结果好.在此基础上,提出了井间多尺度初至走时层析成像方法,即对同一模型采用多种网格剖分来同时进行层析成像,以获得研究区域的速度图像.数学和物理模型的井间多尺度走时层析结果表明：该方法很好地兼顾了层析成像的分辨率和精度,极大地改善了井间地震层析成像的质量.即使速度差超过30%,其多尺度的层析结果仍然较好.因此,这种方法具有实际应用的潜力.     

硅酸盐玻璃中的Na和K含量电子探针分析条件设定探讨

含Ti硅酸盐玻璃在基础科学研究和应用技术开发上均有重要价值,亟需对其进行准确的成分分析,为进一步的科研工作提供重要的数据支撑.对玻璃进行电子探针分析时,由于样品的易损性和其中(Na和K)阳离子在电子束轰击下极易发生迁移和扩散,因此往往需要经过条件实验来确定合适的分析条件,确保样品在该条件下能够保持尽量稳定的状态,才能获...     

基于UPSO-Kriging的综采工作面三维建模研究

基于传统地质统计学的综采工作面煤层赋存形态三维建模的基础是Kriging插值算法,但其选择并拟合的变差函数模型并不能较好地反映实际的地质特征与空间数据的变化趋势.对此,本文提出UPSO-Kriging插值法:针对PSO算法存在的收敛速度慢、易陷入局部解等问题,优化算法,将优化的PSO算法(UPSO)引入Kriging插...     

基于web的重磁网格数据处理系统设计及其实现

云计算为地质行业软件提供了新的发展方向,笔者采用云计算技术,研发了一个基于web的在线重磁网格数据处理系统,使得用户无需安装即可便捷获取滤波、延拓、导数计算等数据处理功能.该工具采用了三层架构设计,分别为展现层、计算服务层和逻辑控制层.其中展现层利用web2.0前端技术开发,提供用户交互界面及数据可视化功能.计算服务层封装了一系列网格数据处理算法,用于处理用户提交的数据处理任务并返回数据处理结果,该层包括滤波计算、频率域向上延拓方法和差分迭代向下延拓算法等.逻辑控制层连通展现层和计算服务层,根据用户提交的数据处理请求调用所需算法并返回计算结果.我们利用RGIS软件对比检验了系统可用性,通过不同计算平台对比,验证了系统的跨平台适应性.     

岩土体渗流自由面问题的重心插值无网格方法

岩土体的渗透破坏、地下工程的防渗设计等无不与渗流计算有关。针对渗流自由面问题,提出一种重心拉格朗日插值的配点型无网格方法。由于渗流自由面问题的求解区域是不规则区域,该方法通过将不规则求解区域嵌入一个正则矩形区域,在正则区域上采用重心拉格朗日插值近似未知函数,利用配点法离散渗流问题的控制方程,将重心拉格朗日插值的微分矩阵离散成代数方程表达的矩阵形式。将自由面上的边界条件通过重心拉格朗日插值离散,通过置换方程法和附加方程法施加边界条件,利用正则区域上的重心插值配点法,通过迭代确定最终自由面的位置。数值算例表明所提出的无网格方法对于求解渗流自由面问题的正确性和高精度。     

空间信息网格服务工作流模型及其应用

现有的空间信息网格应用系统缺乏对计算资源的有效组织及管理方法,无法满足复杂空间业务流程化建模及计算任务协同化处理的需求.从数据与功能相互分离的GIS软件架构角度出发,采用活动网络图的方法提出了一种以服务功能建模为基础的新型空间信息服务工作流模型,该模型通过服务功能的组装拆卸及动态聚合能够实现空间信息服务资源的灵活构建及动态迁移,较好地解决了网格环境下空间计算资源的统一组织与按需分配、计算任务的并行化处理等问题.在此基础上,建立了空间信息网格工作流集群的总体框架并讨论了系统的自动负载均衡及流程资源的动态调度机制.研究成果成功地应用于地质调查信息网格环境下的矿产资源储量测算系统,实现了网格环境下复杂空间应用的工作流处理模式,并有效地提高了业务系统的处理效率.     

基于DBSCAN与网格搜索的雷电定位算法

定位精度是评价雷电定位网络的重要指标之一,定位算法直接影响雷电探测结果的精度。雷电监测系统探测数据误差不可避免,传统定位算法不具备抗误差干扰能力,迭代计算易发散,定位结果精度不高。为了满足实际应用需求,提出一种新的雷电定位算法DG-LLA（DBSCAN and grid-search lighting location algorithm）,在定位计算中引入DBSCAN（density-based spatial clustering of applications with noise）方法与网格搜索方法。通过仿真与国家雷电监测网实际定位结果对比分析定位算法性能。结果表明:到达时间差（time difference of arrival,TDOA）法和Taylor级数展开法定位误差较大,仿真区域的均方根误差分别为982 m和668 m;定位中引入DBSCAN方法后,均方根误差明显减小为406 m,引入DBSCAN方法和网格搜索方法后,均方根误差减小为349 m;在相同回击数据条件下,算法DG-LLA与国家雷电监测网相比定位数量更多,回击数据的利用率从43.4%提升到51.5%,新增定位结果周围雷达回波特征较强,定位精度更高。     

联合地物轮廓线的三维重建算法研究

针对现有三维重建研究中对线特征利用不充分,重建精度低的问题,提出了一种联合地物轮廓线的三维重建算法。利用BDCN模型和相应预处理算法,提取出二维影像上的边缘轮廓线;基于对极几何原理的核线引导和三角测量原理,建立线段的初始匹配假设;通过相似性计算和图聚类算法重建出三维轮廓线模型结果;将结果应用于三维网格模型的优化。使用Building-Imagery-P36和DTU MVS数据集对本文算法进行验证,结果表明：本文方法提取出的轮廓线段精简而完整。相比经典的Line3D++算法,MAE和标准差值平均降低了0.321、0.699,重建时间平均降低了58%,精度和效率都有明显提升。附加三维轮廓线约束后,生成的网格模型视觉效果更佳,细节信息更为丰富。     

双时间步法在二维浅水方程求解中的应用

针对传统算法效率低的问题,将隐式双时间步法应用于求解二维浅水方程,建立了非结构网格下高效的有限体积模型。在应用双时间步法时,虚拟时间层中的定常问题采用高效的隐式LU-SGS（Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel）方法进行迭代求解。通过模拟计算4个典型算例以及与传统显式算法进行比较,对模型精度、效率及处理实际问题能力进行检验,分析了时间步长、内迭代次数对模型性能的影响。结果表明,双时间步法放宽了稳定性对时间步长的限制,时间步长可取到显式格式10倍以上,计算耗时减少了50%以上,模型具有良好精度与适应性,具有较好的推广应用价值。     

基于粗细网格的有限元并行分析方法

并行计算己成为求解大规模岩土工程问题的一种强大趋势。探讨了粗细网格与预处理共轭梯度法结合的并行有限元算法。从多重网格刚度矩阵推得有效的预处理子。该算法在工作站机群上实现。用地基处理时土体强夯的数值模拟分析进行了数值测试,对其并行性能进行了详细分析。计算结果表明：该算法具有良好的并行加速比和效率,是一种有效的并行算法。