基于最大特征值估计的C3算法及应用

第三代相干体算法(C3算法)具有分辨率高、压制噪声能力强的优点,但是该算法需要计算协方差矩阵的特征值,所以耗时较多。为提高大矩阵特征值分解的运算速度,提出了一种估计最大特征值的快速收敛算法,通过运用A2k矩阵的迹来构造一种收敛速度更快的特征值估计方法,并给出了这种方法的误差估计表达式,实现计算精度的有效控制。文中还讨论了地震数据体边缘补地震道方法,解决了将递推算法应用到平面方向时空间窗越过边界的问题。实例表明,本算法的计算效率明显高于常规的C3算法。     

神经网络敏感性分析及其在遥感影像分类中的应用

针对基于连接权的神经网络敏感性分析方法中求取敏感性系数的不稳定性,提出一种优化连接权的神经网络敏感性分析方法。首先采用遗传算法根据误差最小化原则对神经网络进行优化,在优化的神经网络模型上进行基于连接权的敏感性分析。以1个数值模拟实例和华盛顿广场地区的遥感图像地物分类为例,验证所提方法的有效性。实验结果表明,所提方法求取输入变量的敏感性系数是稳定有效的,能有效筛选出遥感图像中对分类贡献较大的特征波段,达到降维的同时提高分类精度。     

基于TM/ETM影像的复合法遥感蚀变异常提取应用研究

通过甘肃龙首山干旱基岩裸露区碱交代岩提取、青海玉树地区大面积蚀变异常提取、江西相山铀矿田植被覆盖区蚀变异常提取三个实例应用来验证"无损线性拉伸+去除和抑制干扰因素+波段比值法/主成分分析/(波段比值法+主成分分析)+密度分割"复合法在蚀变异常提取的应用效果。在甘肃龙首山提取的碱交代岩与在其两个子区实测的碱交代岩相比较,面积大于1个、1/2个、1/4个像元的碱交代岩提取率分别为100%、94.74%、80%。面积小于1/4个像元的碱交代岩成群出现,岩体之间相距较小,这些岩体也可以被提取出来,并且提取的面积有所扩大,结果显示面积大于1/4个像元的蚀变信息能够有效提取。在青海玉树地区提取的蚀变异常信息与与其区内的84个矿床(点)相比较,提取的蚀变与74个矿床(点)能够吻合,吻合率达88.1%。矿床(点)与提取的蚀变信息吻合关系为铁矿床>铜矿床>锌矿床>铅矿床,且多金属矿床多处于两种或多种蚀变异常叠合部位。在江西相山铀矿田植被覆盖区蚀变异常提取效果相对差,但是提取的蚀变信息在野外得到较好验证。西部矿区矿床(点)与铁化蚀变吻合较好,北部矿区矿床(点)吻合较好,同时分析了部分矿床(点)未能与遥感蚀变异常吻合的原因。     

土壤水分对土壤参数的敏感性及其参数优化方法研究

利用2008年1月1日至2009年9月31日黑河流域阿柔冻融观测站的气象和土壤水分数据,采用基于方差的多参数敏感性分析方法研究通用陆面模型(Common Land Model,CoLM)模拟的土壤水分对土壤质地(砂土和黏土)的敏感性,进而采用SCE-UA参数优化算法分别优化土壤质地和土壤水力参数,分析不同优化策略对土壤水分模拟结果的影响。研究结果表明,浅层土壤水分对土壤质地较为敏感,敏感性系数达到了0.45以上,并且砂土含量对土壤水分的影响更为显著;利用SCE-UA算法优化土壤质地或土壤水力参数都可以有效地提高土壤水分的模拟精度,优化土壤水力参数易产生"异参同效"现象,而优化土壤质地能够使土壤水力参数的取值范围更加合理。     

气候变化对祁连山石羊河出山口径流的影响研究

根据近50a来石羊河流域上游祁连山山区的气温、降水及出山径流观测数据,用遗传算法和自动寻优-人机对话法,建立了出山径流对于气温、降水变化的响应模型,并以该模型为基础,初步预测了石羊河流域上游山区未来气温、降水的变化趋势以及该气候情景下出山径流的相应变化.结果表明:未来数十年间,山区气温仍呈缓慢的上升趋势,山区降水变化总体趋势是下降的,但下降幅度不大.受山区气温、降水变化的影响,未来出山径流亦呈下降的趋势,下降幅度主要取决于山区降水减少的幅度.     

核脉冲信号数字高斯成形模型的建立与仿真

详细阐述了一种以Sallen—Key滤波器为基础的新型数字高斯成形的方法。运用二阶微分方程建立高斯成形数学模型,在模型解算过程中利用数值微分算法得到一个通用的输入信号与输出信号的数值递推解,从而实现了核脉冲信号的数字高斯成形。通过标准指数信号的模拟以及实际测量信号的模拟,确定了数字高斯成形的参数。     

土体渗流固结参数识别方法

根据土体固结过程中超孔隙水压力观测资料,建立了基于遗传算法的土体渗流固结参数非线性识别方法,解决了经典高斯-牛顿极小化问题所存在的局部极小问题和最小二乘法所存在的当初始值选择不合适时迭代过程发散的问题,提出了根据观测仪器的精度,建立迭代终止条件的方法。数值计算结果表明,本文所提出的非线性反演方法适合于土体固结参数识别等类似的反问题。     

几种梯度场计算的数值算法及其地学应用

梯度作为标量场在空间上最重要的微观变化特征,能较好地反映其在空间上的变化趋势。本文介绍了中心差分算子、相邻梯度因子和Sobel梯度算子三种梯度数值算法。以点电荷在三维空间中产生的电势场构造了一标量场,通过理论公式求解了其梯度值,并将理论梯度值与三种数值算法的结果进行了对比与统计分析,验证了三种梯度数值算法的有效性和适用性。结果表明,排除场源的影响后,Sobel梯度算子相较其它两种数值算法更逼近于理论梯度值。最后,利用Sobel梯度算子求取了某铜矿区可控源音频大地电磁法(CSAMT)三维视电阻率场的梯度场,用梯度场刻画了视电阻率在空间上的变化趋势,提高了对三维地下空间的电性分布规律和地质情况的认识。     

基于岩石物理模型的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演

针对富有机质页岩储层复杂的矿物组分与微观孔缝结构,本文提出基于岩石物理模型和改进粒子群算法的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演方法。应用自相容等效介质理论与Chapman多尺度孔隙理论建立裂缝型页岩双孔隙系统岩石物理模型。开发基于岩石物理模型的反演流程,引入模拟退火优化粒子群算法解决多参数同时反演问题,反演算法能够避免陷入局部极值且收敛速度快。将本文方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层,反演得到的孔隙纵横比、裂缝密度等物性参数和各向异性参数与已有研究结果一致,能为页岩储层的评价提供多元化信息。     

Structuring velocity model of microseism based on genetic algorithm and Levenberg-Marquardt algorithm

为在射孔时间未知条件下达到微震速度模型矫正的目的,采用遗传算法交叉互换搜索最优初值和 Levenberg-Marquardt 算法局部锁定最优解的方式来构建微震速度模型。通过 6 层层状模型及井下不同数量检波器进行试算,随着检波器数量增加,构建的速度模型准确度越高,当检波器数量增加到 20 个时,误差约 13. 4 ×10 －3 ,目的层检波器数量越多,构建目的层速度误差越小,第 5 层检波器由 1 增加到 3 个时,精度提高 9. 1 ×10 －3 ,并且反演震源与实际震源距离相差 10 m,说明此方法在射孔时间未知条件下可以良好构建速度模型。