Predicting Diel,Diurnal and Nocturnal Dynamics of Dissolved Oxygen and Chlorophyll‐a Using Regression Models and Neural Networks

Human‐induced and natural interruptions with continuous streams of observational data necessitate the development of gap‐filling and prediction strategies towards better understanding, monitoring and management of aquatic systems. This study quantified the efficacy of multiple non‐linear regression (MNLR) versus artificial neural network (ANN) models as well as the temporal partitioning of diurnal versus nocturnal data for the predictions of chlorophyll‐a (chl‐a) and dissolved oxygen (DO) dynamics. The temporal partitioning increased the predictive performances of the best MNLR models of diurnal DO by 45% and nocturnal DO by 4%, relative to the best diel MNLR model of diel DO ($r_{{\rm adj}}^{2} = 68.8\%$ ). The ANN‐based predictions had a higher predictive power than the MNLR‐based predictions for both chl‐a and DO except for diurnal DO dynamics. The best ANNs based on independent validations were multilayer perceptron (MLP) for diel chl‐a, generalized feedforward (GFF) for diurnal and nocturnal chl‐a, MLP for diel DO, GFF for diurnal DO, and MLP for nocturnal DO.     

基于VRML的层状地质体3维建模

为了形象地表现层状地质体形态,本文利用VRML在虚拟环境中建立了3维地质体。根据层状地质体的实际情况,本文利用VRML中的几何形体建模节点ElevationGrid和IndexedFaceSet创建了3维地质体的虚拟现实模型。该方法利用钻孔数据获取层面数据,使用Surfer软件进行数据插值,得到网格化数据文件,用网格化文件与ElevationGrid节点相结合,模拟地质体上下表面,用IndexedFaceSet节点建立两层表面边界,从而构成一个视觉上闭合的3维实体。最后用此方法建立了层状地质体的虚拟现实模型实例。     

考虑关断时间的回线源激发TEM三维时域有限差分正演

从麦克斯韦旋度方程出发可以直接导出瞬变电磁场扩散方程,然而扩散方程不含电场对时间的一阶导数,不能构成显式的时域有限差分方程,借鉴du Fort-Frankel有限差分离散方法引入虚拟位移电流项构建显式时域有限差分方程.对Wang和Hohmann的经典时域算法进行了两点改进:第一,通过将矩形回线源电流密度加入麦克斯韦方程组的安培环路定理方程,实现回线源瞬变电磁激发源加入;第二,在计算中考虑关断时间.第一点改进使时域有限差分方程考虑了一次场的计算,并且源的计算不再依赖均匀半空间模型响应作为初始条件,使算法能够适应表层电阻率不均匀时的三维复杂模型.由于实际观测中不可能出现阶跃电流的关断形式,第二点改进可以方便设置发射电流下降沿.采用改进的三维时域有限差分正演算法对均匀半空间模型、四类三层模型、均匀半空间中含有低阻块体模型进行了计算并分别与解析解、线性数字滤波解、积分方程解和Wang的三维时域有限差分解进行了对比验证.以H模型为例,采用建立的三维时域有限差分正演算法计算了不同关断时间的斜阶跃脉冲回线源瞬变电磁中心点感应电动势衰减曲线.以实际地质资料为基础,构建包含两层采空区的三维复杂模型,以1 μs的极短关断时间进行了复杂模型定回线源瞬变电磁响应计算,并计算了该复杂模型的视电阻率曲线.     

6级左右历史地震震源参数的模拟估计

本文借鉴直接拟合烈度数据点和枚举震源参数的做法,设计了一种利用烈度资料估计6级左右历史地震震源参数的方法.该方法对震源参数所有可能的组合进行枚举,采用地震波场模拟计算转换的理论烈度值,利用模型选择方法评估各可能的震源参数组合模型与历史破坏记录推断的地震烈度数据点的拟合程度,对震源参数做出估计.该方法充分考虑到历史资料相对稀少对震源参数估计的影响,以多种震源参数估计结果和相应权重值来定量化表示估计的不确定性.通过对给定震中位置、震源深度和滑动角的Bootstrap数值恢复检测与2006年美国Parkfield 6.0级地震实例的测试,表明该方法得出的震源参数估计结果具有统计一致性和一定的无偏性.将该方法应用于1882年河北深县6级地震的震源参数估计,结果显示东西向旧城北断层或何庄断层及北东东走向的深西断层为深县地震的发震构造的可能性较大.     

Modeling the morphology of gully cross sections in the Yuanmou Dry-hot Valley

Abstract

Characterizing gully cross sections (GCs) is essential for calculating the volume and erosion rate of the gully. However, little research has focused on modeling the morphology of GCs. This study investigated 456 GCs with a laser distance meter located at the mouth, middle, and head of 152 gullies in the Yuanmou Dry-hot Valley of China; mapped them with AutoCAD software; fitted them with 2nd–6th degree polynomial functions, and discussed the correlation between the coefficients and the morphology of GCs. The results showed that: (1) using a 2nd-degree polynomial function (y = ax² + bx + c) to describe the morphology of GCs produced a better result than other polynomial functions; (2) the coefficient a of 2nd-degree polynomial function was correlated with depth (r = ?0.226, p < 0.01), gradient (r = 0.545, p < 0.01), and activities; and (3) the symmetry axis (?b/2a) of 2nd-degree polynomial function increased with gully change from left-deflection to right-skewed, and the absolute value showed the asymmetrical degree (r = 0.216, p < 0.01). This study will not only help to understand the morphology and evolution of gullies, but will also provide a scientific basis for prevention of gully erosion.     

基于层次任务网络规划的分布式协同地理建模任务分解方法研究

为了有效地实现分布式协同地理建模中的合作规划和资源共享,通过分析分布式协同地理建模中任务分解过程,探讨地理建模任务的功能结构、计算复杂性、组织多方性和时空尺度等分解依据,采用层次任务网络(HTN)规划形式化表达地理建模任务,设计了基于顺序任务分解(OTD)的地理建模任务的递归分解算法,模拟领域专家寻求合作规划地理建模任务的思考方式。以分布式流域水文模型SWAT作为试验案例,开发并实现了地理建模任务HTN规划器,为分布式协同地理建模环境中的任务分解方法提供了新的思路。     

非等间距无偏GM（1,1）模型在建筑沉降预测中的应用

将非等间距数列转化为等间距数列,并建立无偏GM（1,1）模型.通过对非等间距数列的处理,得到适合GM（1,1）建模的等时距数列,并在GM（1,1）模型的基础上,给出非等间距无偏GM（1,1）建模的具体步骤.从理论上证明无偏GM（1,1）能消除GM（1,1）模型的固有偏差,拓宽GM（1,1）的使用范围.最后将模型应用于实际建筑沉降预测中,研究结果表明非等间距无偏（1,1）模型精度高、实用性强.     

基于建设工程三维可视化规划报建技术应用研究

三维可视化是建设工程规划报建的最新发展方向,本文重点研究和总结一套基于建设工程规划报建的三维模型构建技术,并介绍了其基础数据的获取方法、三维可视化规划管理分析及网络发布的技术。     

Riegl VZ-400三维激光扫描仪数据的建模的研究

三维激光扫描技术是近年来发展起来的一门新技术,其在众多领域中有非常广阔的应用前景。本文介绍了三维激光扫描仪目前的应用现状,以及原理和数据后处理方法。最后通过青海玉树山体建模实例叙述了Riegl VZ-400扫描仪如何获取数据、点云数据的拼接及三维模型的建立。