集成学习支持的复杂地貌类型区土壤全钾含量自适应曲面建模

土壤属性空间分布受复杂地学环境要素影响,空间分异特征十分明显,用单一全局插值模型进行土壤属性模拟,难以实现高精度模拟。对于空间不连续、全局插值模型精度有限及适应性差的特点,本文提出了一种集成学习支持的、融合地学环境变量的土壤属性自适应曲面建模方法（ASM-SP）。利用2013年采集的110个样点数据,使用回归克里金（RK）、贝叶斯克里金（BK）、普通克里金插值法（OK）、反距离加权法（IDW）、ASM-SP,分别对青海湖复杂地貌类型区进行土壤全钾含量的插补。本文采用逐点交叉验证（LOOCV）插值方法模拟精度。结果表明,ASM-SP不仅考虑了地学环境变量与土壤属性的非线性关系,而且融合了多个模型的适应性优势,是实现复杂地貌类型区土壤全钾含量的高精度模拟的一种新方法。     

地下工井电缆网络模型及拓扑关系构建

针对城市地下管线结构复杂且信息量大,显示、管理与分析具有一定难度的问题,该文提出利用附属工井墙壁的管孔节点进行井内电缆及井间管道的连接,实现地下工井电缆网络的构建。该方法在建模方面,主要针对多种电缆进行数字化表达,突破管线电缆传统单一化的点线化建模方式,采用改进标架的Sweep算法对井内电缆进行抽象模拟或对其形状及走向进行实际模拟,使电缆具有多样性且在拐点处不出现扁平化;在拓扑关系构建方面,利用管孔节点来进行电缆与管道的连接。拓扑连接将部件化的电缆和管道元素整体化,实现了满足局部查询监测的庞大空间网络系统。在实际应用中,本方法为施工者及管理者监测井内实际情况、管理及查询城市地下管网提供支持。     

海洋磁力测量垂直空间归算中曲面延拓迭代方法的改进

海洋磁力测量中,由于受到海流等因素的影响导致磁力仪传感器（拖鱼）的入水深度起伏变化,测得的海洋磁场数据并不在固定的平面上。为了满足不同用户对海洋磁场数据的应用需求,必须采取合理的“曲化平”,实现整个测区磁场数据垂直空间上的统一。针对位场曲面延拓积分方程的迭代解中高阶垂向导数对高频噪声的放大问题,尝试引入Tikhonov正则化方法对其进行改进,以抑制高频噪声的影响。仿真分析表明,在选择合适的正则化参数后,改进的延拓方法可将延拓精度提高1.6 nT。实测数据分析表明,采用改进曲面延拓迭代方法,将磁测成果数据归算到曲面最低平面时,归算后交叉点磁异常不符值精度可提高2 nT,进一步验证了海洋磁力测量数据垂直空间归算的必要性。     

基于有理函数曲面拟合的InSAS复图像配准新方法

复图像配准是干涉合成孔径声纳（interferometric synthetic aperture sonar,InSAS）信号处理中非常关键的环节,配准质量的好坏直接影响到后续的干涉图生成和数字高程重建。从InSAS成像的几何关系出发,推导出偏移量和斜距的有理函数关系,进而提出了基于有理函数曲面拟合的InSAS复图像配准方法。与传统的多项式曲面拟合方法相比,该方法具有拟合精度高、计算量小的优点。以均方根误差、相关系数、残余点数目和计算时间作为评价标准,利用仿真数据和真实湖试数据验证了该方法的有效性。     

基于位场曲面延拓的航磁成图数据精度评价方法研究

为了评价航磁成图数据精度,通常在完成精细调平等处理后依据航空磁测总精度评价方法进行评价.但经过精细调平或反复调平可以使成图数据精度达到很高,不能反应实际情况.针对这一问题,本文提出了一种基于位场曲面延拓的航磁成图数据精度评价方法,该方法是将航磁数据经各项改正后、精细调平前的测线数据通过非规则网延拓算法延拓至切割线测点(或交叉点)处,再计算二者的均方根偏差来进行精度评价.该精度评价方法不需要经过精细调平也可避免多次调平,不需要舍弃交叉点,并且克服了交叉点处点位坐标不一致的问题,可以客观地评价航磁成图数据的精度,也作为评价航磁数据精度的一种新方法,同时也可用该曲面延拓方法进行曲面数据处理成图.通过模型测试和实际资料处理,验证了该方法的正确性和实用性.     

基于CT数据的二次曲面拟合算法研究

二次曲面工件在工业中比较常见,为测量物体内部的二次曲面,本文采用工业计算机断层成像（CT）技术获取物体的断层图像序列,利用U-net图像分割网络获得断层图像上的目标区域,对分割结果的边缘进行检测和曲线拟合并堆叠成三维点集,通过曲面拟合获取物体曲面的三维空间坐标信息。研究结果表明,本文的方法能够有效地实现边界提取和界面参数的拟合工作,拟合误差在1%以内,相比传统方法有较大改进。     

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。     

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。     

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。