Fuzzy MCDM-based GIS model for subsea oil pipeline route optimization: An integrated approach

Proper pipeline route selection is an integral component of a typical oil exploration and transportation project. Improperly selected routes could have severe consequences including pipe failures, oil spillage, and environmental disasters. Consequently, technologies like geographic information systems (GIS) are increasingly being used to facilitate the oil pipeline route selection procedure—especially for onshore routing projects. Surprisingly, not much has been documented on the application of GIS to offshore pipeline routing. With recent discoveries on the merits of offshore oil exploration, it is necessary to extend the analytical capabilities of GIS to the unique offshore domain. However, concerns have been raised regarding the limitations of GIS in accurately prioritizing diverse selection criteria in typical multi-criteria decision-making (MCDM) problems like route selection. Consequently, this paper addresses the offshore/subsea pipeline routing constraint using a hybrid decision support system (DSS), which integrates a GIS and fuzzy logic-based approximate reasoning (AR) models for optimal performance. The resultant spatial decision support system (SDSS) was successfully applied to a case study in Malaysia. The AR algorithm calculated the significance level of the multiple criteria using various fuzzy linguistic variables and membership functions. The aggregated priority ranking from different pipeline routing experts showed that the overall influence of the environmental criteria (61.4%) significantly exceeded that of other equally important criteria in the study area. These rankings were inputted into the SDSS to simulate various probable routes. Final results accurately highlighted an optimal route, which places a premium on the protection of environmental features in the subsea study area—in alignment with the preferences of majority of the experts.     

边坡稳定分析的神经网络改进模糊点估计法

边坡稳定性分析中,模糊点估计法能同时考虑模糊不确定性和随机不确定性因素。针对传统模糊点估计法计算工作量大的缺点,提出一种神经网络改进模糊点估计法。利用拉丁超立方抽样法和径向基函数神经网络（RBF）建立边坡安全系数的预测模型;对黏聚力和内摩擦角等模糊随机变量取λ截集,并在各截集水平对参数进行组合;利用建立的预测模型对各参数组合的安全系数进行预测;最后由统计矩点估计法计算边坡的可靠度指标。实例分析表明：改进模糊点估计法使用方便、结果可靠,且能通过增加λ截集水平的数目来提高计算精度。对于含有2～4个模糊随机变量的边坡,采用改进模糊点估计法计算可靠度时λ截集水平的数目可近似取25。     

基于T-S模糊神经网络的采空塌陷危险性判别

采空区地面塌陷的危险性判别受地质因素、采矿因素等多重因素的影响,各因素往往影响程度不同且部分因素之间又相互联系。为了能够较准确地对采空塌陷危险性进行评估,引入了T-S模糊神经网络模型。以北京西山地区采空塌陷为例,根据塌陷特点,分别选取了地质构造复杂程度、覆盖层类型、第四系覆盖层厚度、覆岩强度、煤层倾角、采深采厚比、采空区埋深、采空区空间叠置层数8项影响因素作为评价指标,并建立了分级标准。将单因素评价指标均匀线性插值作为训练样本,建立了T-S模糊神经网络判别模型。利用训练好的神经网络模型对选取的8处采空区进行评估,结果分别为:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ,结果与实际情况吻合。研究表明,利用T-S模糊神经网络研究采空塌陷危险性是可行的。     

模糊等价聚类分析在王村矿围岩稳定性分析中的应用

针对澄合矿区王村矿井部分巷道及硐室围岩变形破坏严重的现状,以围岩抗压强度、围岩泊松比、侧压力系数、围岩弹性模量、巷道埋深、巷道跨度、最大应力集中系数及围岩平均移动速率作为围岩稳定性因子,通过对8条典型巷道及硐室围岩稳定性因子的现场实测,并对所得数据进行模糊等价聚类分析的基础上,将围岩稳定性划分为极不稳定、不稳定、基本稳定、稳定及非常稳定等5类。在此基础上,将围岩稳定性影响因子分为最主要因素、主要因素及一般因素3大类,进而确定各监测巷道及硐室的围岩稳定性类别。结果表明,模糊等价聚类分析具有较强的工程适用性,是解决矿井围岩稳定性分析的一种有效方法,基于该方法得到的围岩稳定性影响因子分类和围岩类别可以为合理设计围岩支护方案及其参数提供理论依据。      

南海神狐水合物钻探区不同形态流体地震反射特征与水合物产出的关系

天然气水合物的分布在很大程度上受到含气流体运移的影响。南海北部陆坡区,尤其是珠江口盆地的白云凹陷,普遍存在流体渗漏的现象,暗示了水合物赋存的良好前景。神狐海域水合物钻探区内的高分辨率地震资料显示,区域内发育大量流体运移通道,在地震剖面上表现为不同形态的地震反射模糊带,根据其形态特征,可以划分为花冠状和穹顶状两大类模糊反射带。模糊反射带的存在意味着研究区内具有良好的含气流体运移条件,能够为甲烷气体的垂向运移提供通道。神狐海域水合物的钻探结果表明,水合物的分布与模糊反射带的分布范围具有良好的空间匹配关系,其中,花冠状地震反射模糊带侧翼部与中尺度正断层相连,促进了含气流体的侧向运移,顶部与可能的微裂隙相通,气体可向上运移至水合物稳定带,形成了水合物藏;而穹顶状地震反射模糊带顶部则通过疑似流体通道与海底沟通,这种结构极易形成气体逃逸而无法形成水合物。因此,不同形态特征的模糊反射带可能对水合物的分布具有一定的指示意义。     

测量实习效果模糊综合评价模型及应用

指出了传统测量实习效果评价方法的不足之处,根据测量实习效果评价的模糊性,建立了测量实习效果模糊综合评价模型,并应用于教学实践.     

一种从SAR图像中提取城市道路网络的方法

提出一种从高分辨率SAR图像中提取城市道路网络的算法.在高分辨率SAR图像中,道路在空间结构上表现为一细长的且宽度基本恒定不变的均匀区域.利用模糊C均值聚类方法对高分辨率SAR图像进行聚类分析,将道路类像素从原始图像中分离出来.为突出道路形状特征,减少冗余信息,对聚类结果进行细化,同时利用跟踪算子消除短线段;以提取道路中心线二值图的像素值作为图像能量,应用Snakes模型检测道路网络.通过实际SAR图像验证,该算法可以准确提取复杂的城市道路网络.     

基于多层次模糊综合评判的GIS质量综合评价

本文用模糊数学中的多层次模糊综合评判原理对GIS质量进行评价。结果表明模糊综合评价方法不仅能够比较全面地考虑各种因素的影响及其相互作用,实现对GIS质量的合理、定量分析,并能在一定程度上反映出影响GIS质量的关键因素,为进一步提高GIS质量提供决策依据,而且该方法使用简单,结果具有科学性和合理性。本文首次提出用多层次模糊综合评判的方法对GIS质量进行评价,并且把对GIS质量评价进行量化处理。     

基于模糊集合理论的GPS高程多面函数拟合模型平滑因子优选

建立GPS高程多面函数拟合模型,其平滑因子是否合适,对GPS水准高程测量精度将产生重要影响.基于模糊集合理论,提出平滑因子的优选方法,实例分析表明,该方法具有较好的实用价值.     

基于微地貌特征的西太平洋菲律宾海海底稳定性评价

随着海洋战略地位的逐步提高,深远海海底资源开发和海洋工程建设将面临巨大挑战,主要是受限于技术手段,高精度调查资料难以获取,无法全面准确地进行海底稳定性评价.针对这一问题,本文提出了基于微地貌特征的深远海海底稳定性评价方法.基于已有的研究工作,本文选取西太平洋菲律宾海中南部某区域为研究区,利用ArcGIS平台建立研究区D...