Application of a Derivative-Free Method with Projection Skill to Solve an Optimization Problem

Improving numerical forecasting skill in the atmospheric and oceanic sciences by solving optimization problems is an important issue. One such method is to compute the conditional nonlinear optimal perturbation（CNOP）, which has been applied widely in predictability studies. In this study, the Differential Evolution（DE） algorithm, which is a derivative-free algorithm and has been applied to obtain CNOPs for exploring the uncertainty of terrestrial ecosystem processes, was employed to obtain the CNOPs for finite-dimensional optimization problems with ball constraint conditions using Burgers＇ equation. The aim was first to test if the CNOP calculated by the DE algorithm is similar to that computed by traditional optimization algorithms, such as the Spectral Projected Gradient（SPG2） algorithm. The second motive was to supply a possible route through which the CNOP approach can be applied in predictability studies in the atmospheric and oceanic sciences without obtaining a model adjoint system, or for optimization problems with non-differentiable cost functions. A projection skill was first explanted to the DE algorithm to calculate the CNOPs. To validate the algorithm, the SPG2 algorithm was also applied to obtain the CNOPs for the same optimization problems. The results showed that the CNOPs obtained by the DE algorithm were nearly the same as those obtained by the SPG2 algorithm in terms of their spatial distributions and nonlinear evolutions. The implication is that the DE algorithm could be employed to calculate the optimal values of optimization problems, especially for non-differentiable and nonlinear optimization problems associated with the atmospheric and oceanic sciences.     

偏心荷重下转动浅基承载力的严密解法

根据偏心荷载作用下地基失稳的特征,构建了偏心荷重下地基极限状态时土体中不连续应力场和速度场,分析了土体中不连续应力场和速度场的特点。基于上、下限原理的推论,建立计算模型,构建求解地基极限承载力的算法,通过解三类边值问题,求得偏心荷重下转动浅基极限承载力的严密解,该解满足刚性基础转动的速度边界和其他已知的边界条件。算例表明解垂直偏心荷载下地基极限平衡问题的解法是可行的,且结论可靠。     

线性工程控制测量中投影变形处理方法研究

对线性工程投影变形的特点以及解决方法进行了分析,并结合工程实例,通过对确定抵偿投影带和投影面的研究,获取了一种较为简便的控制长度变形的方法。在测区内采用一定限制的带宽和与设计高程相适应的投影面大地高,建立工程独立坐标系,即能有效地实现对两种长度变形的抵偿。实践证明,采用该方法能有效地解决线性工程控制测量长度投影变形问题。     

三维锥束代数重建算法的投影排序方案

代数重建算法中的投影访问顺序对重建图像的收敛速度和精度有很大的影响。针对三维锥束代数重建算法,比较了几种投影序列排序方案的重建图像收敛速度:顺序访问方案,多水平级排序方案,素数分解排序方案,加权距离排序方案。通过仿真实验得到的实验结果表明:在三维锥束ART算法中按照后三种投影序列排序方案排序后的图像重建比顺序访问方案的收敛速度快,并且WDS排序方案的收敛速度最好。     

地方独立坐标系采用抵偿高程面的任意带高斯投影的分析

以某城市扩建后区域为例,较详细地论述了城市扩建后区域测量中应考虑的变形因素,以及解决变形的办法,详细地叙述了建立地方独立坐标系的原因及建立地方独立坐标系方法的选择。     

阿富汗艾娜克铜矿工程抵偿坐标系的建立

在GPS控制网数据处理中,对长度投影变形的处理至关重要。本文通过选取抵偿投影面很好的限制了矿区内的综合投影变形,为艾娜克铜矿工程测量控制网的建设提供了坚实的理论依据。同时,边长尺度强制约束法的运用进一步消弱了长度变形,使得新建控制网和原控制网能够很好的吻合,为利用前人的地质勘探及测量资料创造了条件。     

直接投影断层成像技术的初步实验研究

目的:探讨直接投影断层成像技术的一般原理及其使用价值。方法:自制柱透镜及反投影机与电视透视机相结合,进行反投影试验。结果:用该直接投影机能显示出模型的断层图像。结论:直接反投影断层原理成立,可以显示出物体断层图像,因而进一步研究直接投影用于人体(或生物体)断层成像有一定的价值。     

利用SAR图像制作正射影像图的研究

简要阐述了SAR图像几何处理的数学模型，着重对斜距投影公式进行了研究，并利用斜距投影公式进行单片空中三角测量解算。最后，用SIR－A获得的SAR影像制作了1：10万比例尺的正射影像图。     

高光谱影像特征提取序贯投影寻踪方法

高光谱影像特征提取涉及高维数据处理难题,必须寻求一种高效的数据处理方法,实现高维数据的降维处理.为提高数据处理效率,应用投影寻踪理论和算法,提出了一种改进的序贯投影寻踪方法,用于高光谱影像特征提取.重点给出了序贯投影寻踪的实现过程,并利用高光谱数据进行了地物分类试验.结果表明,改进的序贯投影寻踪方法可以在保证分类精度的前提下,大幅提高数据处理效率.     

一种绘制地面天气图及要素场等值线方法

采用位图作为天气符号绘制天气图，利用规则三角形网格法绘制等值线，通过VisualC^ 6．0软件编程，并在计算机上得到实现，结果表明，此方法绘制的天气图显示清晰，等值线分析准确、光滑，完全可以满足气象台站日常业务要求。