吹淤取样扰动的数值分析——层理分析法

航道疏浚淤泥通过吹填成为了目前扩充城市土地的主要手段之一,分析吹填淤泥样品的扰动情况是工程的关键环节。本文基于吹填淤泥颗粒流3D模型,研究了取土器贯入过程对样品结构的扰动特征,提出了通过拟合的旋转抛物面来评价样品结构扰动的微观信息。其中:层理拟合曲面表征样品的表观变形,结构性拟合曲面的系数量化界定样品的微扰动区与破坏区。该模拟试验能够为工程地质的评价提供参考依据,优化取土器的设计参数,减少实际工况中过于保守的设计和施工产生的费用。试验结果表明:土样颗粒整体表现为向上的微隆起且层理呈倒U型分布,不同层理的扰动程度不同,同一层理的不同部位扰动程度也不同;层理的表观变形可用旋转抛物面公式拟合,各层理的特征拐点分布规律亦可用旋转抛物面公式拟合;曲面外的区域为强扰动区,曲面内的区域为微扰动区,这两个区域的体积积分占比可作为样品原状性评价的参考依据。     

基于机载LiDAR点云的道路提取方法研究

道路是建设数字交通和数字城市的重要组成部分,也是空间地理信息的重要元素。针对传统遥感技术提取道路效率低、自动化程度不高以及易受周围环境影响等问题,基于无人机搭载LiDAR测量系统获取的某城郊结合区的点云数据,提出一种点云数据预处理、道路点云分级提取和道路边界提取算法。该算法首先对获取的LiDAR点云原始数据进行去噪处理,再结合曲面拟合滤波和点云几何特征提取包含道路在内的地面点云,然后利用点云的强度信息初提取道路点云,针对与道路材质相似的停车场等地物点云,在构建TIN的基础上,使用边长和面积约束进一步对道路点云进行精提取,最后使用α-shape算法对道路边界进行提取,并利用算法对实测的点云数据进行道路提取,以准确率和误分率对本文算法进行定量分析,结果表明提出的道路提取算法能够快速准确地提取道路点云。     

径向基函数方法在南泥湾油田勘探中的应用

为明确利用奇特开发井网数据拟合地质曲面拟合的合理性和可靠性,选用多二次曲面函数进行插值计算.该方法具有数学算法简单、计算灵活、易于实现及结果比较准确等诸多优点,适合用于散乱数据的插值.通过实例的分析验证,证明了该方法在建立散乱数据点地质曲面时具有良好的逼近效果,可以反映比较真实的地质现象.     

基于TRMM降水数据的空间降尺度模拟

本研究以黑河流域为例,通过在不同空间尺度上建立降水与影响因素的关系并选择最优尺度以此进行降尺度,建立了基于地理加权回归（GWR）与高精度曲面建模方法（HASM）相结合的跨尺度统计降尺度方法,对TRMM降水数据进行了降尺度模拟。最后,结合站点观测数据采用交叉验证法对降尺度结果进行了验证。结果表明,与传统的降尺度方法相比,考虑最优尺度的降尺度方法在一定程度上提高了降尺度结果的精度,同时表明对跨尺度过程中产生的误差进行修正可进一步提高结果精度。本研究所提出的方法可用于粗分辨率降水数据的降尺度模拟,可为站点稀疏地区或地形复杂地区高分辨率高精度降水数据的获取提供方法上的支持。     

一种基于超曲面样条函数的三维空间插值方法

将二维曲面样条函数插值法进一步引申,提出一种基于超曲面样条函数进行三维空间插值的新方法,介绍超曲面样条函数的构造方法,给出利用该方法进行三维空间插值的数值实现过程。最后以插值形成三维空间规则数据场为例,证明利用超曲面样条函数法进行三维空间插值的可行性和准确性。     

高精度曲面建模最佳表达形式的数值实验分析

高精度曲面建模的发展过程在理论上可归结为对高斯方程组中单个方程不同组合的数值模拟分析比较和检验过程。数值实验分析结果表明,因有限差分所带来的数值困难,高斯方程组中的交叉项方程是影响高精度曲面建模误差和模拟速度的关键因素,高精度曲面建模的最佳数学表达是除交叉项方程之外的其他两个方程的组合。     

LS-SVM曲面在多波束测深数据质量评估中的应用

在利用曲面滤波方法对深度不符值进行自动筛选的过程中,针对多项式曲面函数无法有效削弱噪声影响的问题,提出了利用LS-SVM曲面求解深度不符值的方法。在对深度不符值计算方法分析的基础上,构建LS-SVM海底趋势面,该趋势面从整体上反映了海底地形的实际变化情况,并且保留了海底地形的细节信息,可有效削弱噪声的影响。实测算例表明,LS-SVM曲面筛选得到的重合点水深不符值不存在较大偏差,计算得到的水深测量结果,能准确地反映测量数据的成果质量。     

基于半参数回归的DDM内插方法

提出了一种基于半参数回归的数字水深模型(DDM)内插方法。将原始水深数据误差和内插函数的逼近误差分别视作数字水深模型的偶然误差和系统误差部分,构建DDM内插的半参数回归模型;基于距离法与L曲线法,分别确定正规化矩阵R与平滑因子α;采用按方位取点的加权平均法,估计内插函数在任意节点处的逼近误差。实验结果表明:所提方法提高了DDM的构建质量;海底地形复杂程度越大,所提方法对DDM构建质量的提高程度越大。     

采用倾斜摄影测量和几何造型方法的城市实景三维建模

近年来,数字城市在实景三维模型的基础上得到了广泛研究与应用。但是,传统三维建模手段难以满足现代数字城市更快速、更真实、更准确、更大规模的数据生产要求。本文以江苏省淮安市蒋坝古镇为例,开展快速构建城市精细化三维模型的研究,基于低空无人机倾斜摄影测量技术构建城市实景三维模型,利用几何造型方法对实景三维模型进行精细化加工。结果表明,采取的方案满足实景三维模型的应用需要,适合城市三维模型快速构建,对大规模三维模型数据生产具有一定的参考价值。     

基于混合最小二乘与总体最小二乘的激光雷达滤波算法

机载激光雷达点云数据滤波技术是LiDAR数据后处理最关键的内容之一。利用最小二乘平差的曲面拟合滤波算法存在一定不足,基于混合最小二乘和总体最小二乘的算法可以有效弥补不足。本文提出一种基于混合最小二乘和总体最小二乘的曲面拟合滤波算法。实验表明,本文滤波算法效果良好,满足实际应用需求。