基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用

岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析     

GPS广播星历参数拟合算法的探讨

介绍了全球定位系统(GPS)的广播星历参数拟合算法,在推导卫星位置对GPS广播星历参数偏导数的基础上,导出了调和项对偏导数的影响函数。计算结果表明,考虑调和项并不能提高GPS广播星历参数拟合的精度和效率,实际应用时应忽略调和项的影响。     

芦山7.0级地震医疗建筑震害与启示

鉴于医疗建筑在防灾救灾中的重要地位和作用,本科考小组对雅安地区医疗建筑在芦山地震中的震害进行了调查,调查包括不同烈度区、不同结构类型和建筑年代、不同级别的医疗卫生机构,对结构构件、非结构构件、医疗设备的震害特征,以及其他影响医疗秩序和使用功能的因素做了阐述和分析,并总结了汶川灾后新建及重建项目的抗震效果.调查表明,雅安地区医疗建筑在建筑结构的抗震安全性及救灾功能的实现方面仍存在很多问题,反映了我国医疗建筑的普遍问题.因此,对医疗建筑的抗震设防,需要作进一步系统的研究.     

接收函数方法估计Moho倾斜地区的地壳速度比

造山带地区的复合力系作用往往使Moho界面发生变形,局部表现为倾斜状态.为了得到这些区域精确地壳速度比结构,本文基于H-κ方法发展了H-κ-θ方法.该方法不仅考虑了倾斜Moho层的响应,同时利用径向和切向接收函数信息,增加了对扫描的约束.利用该方法对青藏高原东南缘地壳厚度和速度比结构进行研究,结果表明：研究区内地壳明显存在不均匀性,松潘—甘孜地体平均地壳厚度约为60 km,四川盆地西缘约为47 km,扬子地台约为43 km,三江块体和扬子地台东南缘已接近正常地壳厚度;松潘—甘孜地体与扬子地台相邻部位地壳平均地震波速度比（V_p/V_s）普遍偏高,且四川盆地西侧发现一绕盆地边缘的弧形高V_p/V_s异常区（>1.88）,我们推测该异常可能由青藏高原向东逃逸的地壳流体受到高强度的四川盆地阻挡,在其西侧堆积所致.     

具有空间分布裂缝岩石的随机介质模型

利用随机过程的谱展开理论以及Hudson等人的裂纹介质模型构造一种裂纹数密度是空间平稳随机过程的随机介质模型。这个模型可以将裂纹的微观参数(裂纹数密度)与裂纹介质的宏观性质(弹性常数)联系起来,能灵活、有效地描述实际非均匀裂纹介质。模型算例表明,弹性常数的空问分布特征与裂纹数密度的有差别,而且对不同的弹性常数影响不同。通过改编自相关长度的大小,可以模拟裂缝在两个坐标轴方向上具有不同分布尺度的情况。最后,利用高阶的交错网格有限差分方法,我们模拟了地震波在具有随机分布裂缝岩石中的传播特征。     

云南45个湖泊硅藻-总磷转换函数及其定量重建评价

20世纪中期以来随着流域开发的增强,营养物质的流域输出与水体富集导致云南湖泊出现了持续的富营养化过程,对高原湖泊的生物群落构建和生态系统健康产生了重要影响。区域尺度上云南湖泊的现代监测时间较短(如<20年),无法为湖泊生态恢复提供可靠的营养水平背景值。因此,应用古湖沼学方法建立硅藻群落与营养水平指标的定量模型可为污染湖泊的富营养化历史重建与修复目标建立提供重要的定量分析手段。本文选取云南地区45个湖泊开展了表层沉积物硅藻群落的空间分布特征分析,结合湖泊水体的环境变量数据开展了影响硅藻群落构建的环境梯度识别,识别出水体总磷(TP)是驱动硅藻群落空间变化的关键环境因子(独立解释方差为4.54%,P<0.001)。进一步应用多元统计分析,建立了45个湖泊的表层沉积物硅藻与水体TP的转换函数。采用偏最小二乘加权平均回归(WA-PLS)方法建立的转换函数模型中,组分2的预测能力最强(R²_＿jack=0.465,RMSEP=0.396)。进一步结合星云湖沉积物硅藻群落的演替序列,定量重建了近百年来水体TP值的变化历史。重建结果与多年监测数据具...     

基于DOM与SVG的WebGIS地图操作原理与实现

XML是下一代先进的网络标记语言,SVG是一种以XML为基础的开放标准的文本式矢量图形描述语言,在W ebG IS中使用SVG可以描述各类的高质量矢量图形,通过DOM技术可对XML/SVG数据文档进行各种操作。本文通过创建DOM对象,实现对SVG数据文档的访问、查询以及对文档标记属性的添加和标记的增删,从而实现XML/SVG文档数据管理和W ebG IS地图操作功能。     

遥感图像准无损压缩技术的研究

提出了一种基于图像恢复技术的遥感图像压缩技术,在提高遥感图像压缩比的同时,使压缩后的重建图像质量达到准无损的技术要求。对SRTF、TM图像的试验结果表明,该技术是可行的。     

用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.     

Multi-Scale Texture Modeling

Patterns of crystallographic preferred orientation are referred to as texture. The specific subject of texture analysis is the experimental determination and interpretation of the statistical distribution of orientations of crystals within a specimen of polycrystalline material, which could be metals or rocks. The objective is to relate an observed pattern of preferred orientation to its generating processes and vice versa. In geosciences, texture of minerals in rocks is used to infer constraints on their tectono-metamorphic history. Since most physical properties of crystals, such as elastic moduli, the coefficients of thermal expansion, or chemical resistance to etching depends on crystal symmetry and orientation, the presence of texture imparts directional properties to the polycrystalline material. A major issue of mathematical texture analysis is the resolution of the inverse problem to determine a reasonable orientation density function on SO(3) from measured pole intensities on , which relates to the inverse of the totally geodesic Radon transform. This communication introduces a wavelet approach into mathematical texture analysis. Wavelets on the two-dimensional sphere and on the rotational group SO(3) are discussed, and an algorithms for a wavelet decomposition on both domains following the ideas of Ta-Hsin Li is given. The relationship of these wavelets on both domains with respect to the totally geodesic Radon transform is investigated. In particular, it is shown that the Radon transform of these wavelets on SO(3) are again wavelets on . A novel algorithm for the inversion of experimental pole intensities to an orientation density function based on this relationship is developed.