专用气候数据空间插值软件ANUSPLIN及其应用

空间化的气候数据作为环境因子参数是区域气候模型和地学模型的基础,而插值软件是实现气候观测点数据空间化的工具.ANUSPLIN基于薄盘样条函数理论,引入多个影响因子作为协变量进行气象要素空间插值,大大提高插值精度,且能同时进行多个表面的空间插值,对时间序列的气象要素更加适合.     

矿山三维地质建模与可视化研究

矿山三维地质建模与可视化技术研究, 是“数字地球”、“数字矿山”的核心组成部分, 是现代矿山信息化研究的热点和重点。本文介绍和分析了几种常见的空间插值方法和目前比较流行的三维地质构模和可视化技术; 并针对我国矿山开采和工程建设的特点, 提出了矿山三维地质建模和可视化研究的方法和思路, 为我国矿山信息化建设提供一定的理论依据。     

基于GIS降水空间分析的逐步插值方法

根据长江中上游697个气象观测站1971—2000年30年降水资料,利用逐步回归方法和地理信息技术(GIS),建立了平均季降水和年降水与4km分辨率的DEM、坡向、坡度等地形数据的回归方程,并通过了信度为0.05的F检验,将降水量中地形影响部分分离出来。在此基础上,发展了逐步插值方法(SIA),并与GIS技术和多元逐步回归方法结合,显著提高了年、季降水空间分布的计算精度。结果表明:SIA季节降水空间分布的相对误差为6.86%,绝对误差为13.07mm,平均变差系数为0.070,平均相关系数为0.9675;年降水量的绝对误差为72.1mm,相对误差为7.34%,平均变差系数为0.092,相关系数达到了0.9605。对SIA年平均降水量的分析表明,采用3—5步的SIA计算,就可以显著提高计算精度,绝对误差由211.0mm下降到62.4mm,相对误差由20.74%下降到5.97%,变差系数从0.2312下降到0.0761,相关系数由0.5467提高到0.9619,SIA方法50步的计算表明,SIA计算的结果一致收敛于观测值。     

基于动态Voronoi图的距离倒数加权法的改进研究

针对距离倒数加权法的不足,采用动态Voronoi图选取待插值点的邻近点,对每个已知数据点增加反映该点梯度的增量,并建立已知数据点的ε邻域避免计算误差,以改进距离倒数加权法,为距离倒数加权法的广泛应用创造条件。通过交叉检验与实际应用,证实利用改进后的距离倒数加权法进行空间数据插值精度更高,效果更为理想。     

基于分形纹理特征的侧扫声呐图像沉船识别方法研究

为提高侧扫声呐图像中沉船等目标信息的识别精度和识别效率,根据盒维数、毯维数与多重分形谱的侧扫声呐图像纹理特征提取算法,构建了基于分形纹理特征的Adaboost级联分类器沉船目标识别流程。结合实测侧扫声呐图像数据进行水下沉船识别实验,并与灰度共生矩阵和Tamura纹理特征的识别结果进行对比。研究表明,基于分形纹理特征的识别方法综合考虑了图像全局与局部纹理特征,且不依赖人工选取阈值参数与特征向量,可有效提高目标识别精度和识别效率。     

基于分形特征的中低孔渗储层分类研究

低孔渗储层的孔隙结构对油气渗流和产能有重要影响,也是对低孔渗储层分类的重要参数。在微观尺度上用薄片观测法、孔渗测试等方法进行储层描述,但宏观尺度上缺少一种有效的定量表征方法。将分形理论引入孔隙结构评价,利用压汞数据与分形模型建立联系,求取孔隙度、渗透率、排驱压力、孔喉半径中值与分形分维数的关系。研究结果表明分形分维数与储层物性、孔隙结构具有较好的相关性。用分形分维数作为宏观尺度参数来定量表征孔隙空间复杂程度具有可行性,同时为中低孔渗储层分类提供可靠的定量表征参数,为油田开发生产提供较好的决策依据。     

ArcGeophysics 1.0:GIS环境下综合处理、解释地球物理与地质、地球化学、遥感等资料的组件(COM)包与应用实例

地球物理资料综合处理与解释在油气、煤田、矿物勘探\[5\]、水文分析、水文工程与环境评价中有重要应用.然而,目前的(位场)地球物理处理与解释可视化程度低,无法利用其它资料有效的约束、关联分析与综合快速解释.虽然地理信息系统(GIS)是目前综合多种资料,进行空间处理、分析,提供决策支持的强有力工具,但是,GIS是为一般地理问题分析定制的,缺少综合地球物理处理解释的工具.本文给出了解决上述问题的,用组件对象模型(COM)实现的软件包－ArcGeophysics. 在ArcGeophysics中,实现了勘探数据的有效管理,空间统计分析,地球物理（正演、反演）,地球化学与遥感处理、分析、解释与可视化,信息集成与勘探靶区预测等功能.特别需要指出的是：(1) ArcGeophysics 无缝地结合了ArcObject (ArcGIS, ESRI),也就继承了当前国际上占主导地位的GIS软件包中所有的GIS功能;(2) ArcGeophysics是建立在COM基础之上,任何支持COM的应用环境(如MS Office),编程环境(如MS Visual Studio (.Net), Borland Delphi等都可以调用这些功能(相当于通用开发工具包); (3)ArcGeophysics对地球物理资料的处理解释结合了非线性系统、多尺度分析与多维分形理论.本文不仅给出了各向异性奇异性的应用实例,而且还给出了位场在Fourier空间处理分数维导数,以及在余弦变换空间多维分形模型(C-SA).本文应用加拿大Nova Scotia省南半部的地球物理、地球化学、地质与成矿资料进行了试算,得到了理想的结果,文中图２～图５均直接出之ArcGeophysics的输出.     

基于CUDA技术的矿产储量计算

插值计算是矿产储量计算中的重要环节,但由于计算量大,经常需要在插值密度和计算时间之间进行权衡.本项研究通过最新的CUDA技术,将插值运算转换到显卡上进行并行化计算,极大地提高了计算速度.以紫金山铜矿数据为研究对象,进行了方法技术的实验,与基于CPU的计算相比,基于GPU下CUDA的计算速度提高了67倍.     

资源三号影像朵云识别中云雪分离研究

针对资源三号全色卫星影像在朵云识别过程中云雪不能分离的问题,提出了一种基于云雪边界特征并利用改进的平均梯度和分形维数等纹理信息的云雪分离方法。首先为了减少雪和其他地物对云的干扰进行初步云识别,本文利用灰度均值、分形维数和灰度共生矩阵计算的能量作为特征参数大体提取云区,此时云雪不分;然后再进行云雪分离,利用改进的平均梯度和分形维数特征值来剔除被误识别为云的雪。本文采用的分类方法是支持向量机分类。利用资源三号全色卫星影像测试结果表明,该方法是资源三号全色遥感影像朵云识别中一种有效的云雪分离方法。