她的深度(上)——美国先锋派海洋学者席薇亚·厄尔

席薇亚·厄尔,于1935年8月30日出生于新泽西的吉布斯汤。她被《纽约客》和《纽约时报》称为深海女王,被美国国会图书馆称为活生生的传奇人物,更被时代周刊誉为地球的英雄。她是一位海洋学家、探险家、作家以及深入的致力于通过个人探索而进行研究的学者。     

五水合五硼酸钠溶解热测定及其热力学性质

不同形态硼酸盐焓、熵、吉布斯自由能等热力学参数极为缺乏,其准确测定对丰富和发展盐湖硼酸盐化学理论至关重要。采用微量热计测定了五水合五硼酸钠(NaB₅O₈·5H₂O)溶解热。根据设计的热化学循环和热力学基本公式,获得了NaB₅O₈·5H₂O在298.15 K下标准生成焓(△H^θ_f,NaB₅O₈·5H₂O,-5189.4820kJ·ml^-1)、标准生成熵(△S^θ_f,NaB₅O₈·5H₂O,701.2728J·mol^-1·K^-1)、标准生成吉布斯自由能(△G^θ_f,NaB₅O₈·5H₂O,-5398.566.kJ·mol^-1)等等热力学参数。这些基础热力学参数的获得对丰富无机盐热力学数据和促进盐湖资源综合利用具有重要意义。     

基于非规则无参数MRF模型的遥感影像像斑空间关系分析方法研究

针对遥感影像像斑特点和单像斑分析的不足,提出一种非规则马尔可夫随机场模型,将空间关系特征应用于遥感影像像斑的解译.该方法将基于邻接关系定义的随机场与BP神经元网络相结合,通过建立无参数邻域势函数,采用基于类别相邻规律的迭代统计方法,避免了传统吉布斯参数的复杂估计过程,实现了像斑单点势能和邻域势能计算.试验证明,该方法能有效实现像斑自身特征和邻域特征共同参与像斑属性判断,显著提高遥感影像像斑分析效果.     

基于吉布斯抽样的相关观测异常值检测的贝叶斯方法

相关观测的异常值检测是测量数据处理的难题之一。在系统总结和分析前人研究成果的基础上,运用贝叶斯统计推断理论,提出了相关观测异常值检测的贝叶斯方法。首先,基于识别变量的后验概率,提出了相关观测异常值定位的贝叶斯方法;然后设计和构建了计算后验概率的吉布斯抽样方法,基于最大后验估计原理,推导和建立了计算异常值参数的贝叶斯公式;最后对某GPS网相连进行了计算和分析。结果表明,在相关观测条件下,使用新方法能够对多个异常值同时进行检测,有效地消除异常值的不良影响。     

从深海生物看矿物成因

受大洋中脊火山喷气孔附近有深海生物生存现象的启发 ,根据吉布斯自由能理论得出了矿物晶胞体积与温度、压力和组分相关的热力学公式 ,该公式可用于矿物成因的研究。     

GBGWR模型在降水量空间分布模拟中的应用

近年来,我国大部分地区屡遭洪涝与干旱两种自然灾害侵袭,对重洪涝干旱区域进行空间插值具有重要的意义。针对传统地理加权回归（GWR）模型建模过程中模型识别和参数估计易受观测值异常点影响的问题,本文提出了一种基于吉布斯采样的贝叶斯地理加权回归（GBGWR）方法。运用基于吉布斯采样的马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯方法,估计地理加权回归模型参数,通过平滑函数降低观测值中异常点位数据,最后对湖南省1985-2015年35个观测站点的降水观测数据进行了空间分布模拟。试验结果表明,本文提出的方法相较于GWR模型性能提高了19.8%,相较于BGWR模型性能提高了8.2%,该方法可以有效降低异常值和"弱数据"对回归结果的影响,能够更加真实地模拟湖南省降水量的空间分布。     

多标记点过程的Lidar点云数据建筑物和树冠提取

将机载激光扫描点云数据转换成点云特征影像,提出基于多标记点过程的建筑物和树冠目标几何对象的自动提取方法.首先根据目标的几何特征建立吉布斯自由能变模型,通过目标的一致性建立该模型的数据项,通过目标的拓扑性质等空间特性建立该模型的先验项.然后利用可逆跳转马尔可夫蒙特卡洛(RJMCMC)算法进行采样,并采用模拟退火算法进行优化求解,实现建筑物目标和树冠目标几何对象的多目标自动提取.试验结果表明该方法能够从机栽激光扫描数据中有效地提取建筑物和树冠,具有较强的稳健型.     

碳酸盐岩溶解-沉淀热力学模型及其在塔北地区的应用

 碳酸盐岩作为一种化学岩类其物性受成岩作用的影响十分明显,溶解作用是否发育直接关系到碳酸盐岩储层质量的好坏。碳酸盐矿物在埋藏环境中的溶解度与地层水的化学成分、环境的温度、pH等有着密切的关系。利用地层水化学资料,根据化学热力学的理论,通过方解石及白云石与地层水作用的平衡反应,计算吉布斯自由能变化ΔG,以此来判断方解石及白云石的溶解趋势,并建立了封闭系统中这两种矿物与水作用的热力学模型。根据这个理论模型,对塔北地区159口井奥陶系及6口井的寒武系地层水进行了ΔG的计算,结果显示,塔北地区碳酸盐岩与地层水反应的ΔG基本为负值,表明该地区总体处于碳酸盐岩溶解的环境,寒武系白云岩反应的自由能小于奥陶系灰岩,即在这种深埋条件下白云岩比灰岩更易溶解,这一点在实际岩芯资料上及前人的实验模拟中均有显示。塔北于奇地区自由能的计算结果也为负值,说明该地区强烈的充填作用并非发生在现今条件下,于奇地区现今的埋藏环境是有利于碳酸盐矿物溶解的,这一结论也在该地区奥陶系及寒武系岩芯上得到了验证。
      

基于马尔柯夫随机场的多波段遥感影像纹理分割研究

利用马尔柯夫随机场（MRF），对光谱矢量在二维空间的映射模式予以描述，建立了基于马尔柯夫随机场的多波段纹理模型，提出了在多波段遥感影像中吉布斯（Gibbs）分布势函数和吉布斯参数的计算方法，并提出了一种迭代修正的多波段遥感影像纹理分割方法。     

碎屑岩成岩过程中浊沸石形成条件的热力学解释

不同温度和压力条件下，与碎屑岩成岩作用中浊沸石形成有关的两个反应吉布斯自由能增量（△G）的计算结果说明，埋藏成岩条件下斜长石蚀变（斜长石，石英和水反应）形成浊沸石的反应在温度大于36℃的条件下就可以进行（按埋藏深度2000m，正常压力梯度考虑相应压力），而高龄石与方解石反应形成浊沸石（同时有石英和水参与）所需的最低温度为170℃（埋藏深度2000m，正常压力梯度考虑相应压力）；与温度相比，压力对碎屑岩成岩作用中浊沸石的形成影响较小。因而沉积岩成岩过程中形成的浊沸石主要与斜长石蚀变有关，同时也不应将浊沸石一概作为低级变质作用的产物。