Optimal location of sensors for reconstruction of seismic responses through spline function interpolation

In this paper, a criterion is proposed for the choice of the optimal location of a limited number of recording sensors for reconstruction of seismic responses of multistorey frames. Reconstruction of unknown responses is performed by modelling through a spline shape function the evolution of the relative acceleration along the height of the building. The coefficients of the spline function are determined by interpolating available responses in terms of absolute accelerations taking into account boundary conditions. The optimal location for a given number of recording sensors is defined as the one corresponding to the minimum value of the global error evaluated on the whole set of reconstructed responses. The criterion has been verified by using simulated responses of numerical models of multistorey frames and responses recorded on real buildings during the Northridge earthquake. A physical characterization of the location of available sensors leading to the minimum global error between calculated and real responses is proposed in terms of effective modal participation factors relevant to the principal modes of the structure. This characterization allows for frames of known modal characteristics the definition of a criterion for the choice of the location of a limited number of sensors for monitoring or vibration control purposes. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

等参函数及其在重力场中的应用

本文介绍了等参函数和等参超曲面的概念和理论,提出了更广义的平行概念,证明了平行重力场就是平面场,球面场,圆柱面场之一,平行重力场中几何水准测量不存在理论闭合差;无扰动的流体静力平衡状态下的地球重力场是平行重力场,它的物质密度分布是球对称的。     

基于轮廓的侧扫声呐图像配准

针对侧扫声呐图像存在局部畸变,导致共视目标不一致的问题,本文提出了一种基于轮廓的侧扫声呐图像配准方法。首先提取图像中目标轮廓并计算每个轮廓点的环境上下文描述,以环境上下文的χ²检验统计量作为代价函数;然后通过使得所有匹配点对的代价和最小,获得轮廓点的对应关系;最后使用正则化的薄板样条函数对图像变换关系求解,建立轮廓内部像素的对应关系。试验结果表明,本文方法能够较好地保证共视目标的一致性,具有一定的借鉴价值。     

基于T/P和Jason-1/2卫星高度计海面高度数据获取南海同潮图的研究

随着卫星高度计资料的不断丰富,通过对卫星高度计所得潮汐调和常数进行插值或拟合得到潮汐同潮图成为可能。本文拟对T/P(TOPEX/POSEIDON)、Jason-1和Jason-2卫星高度计数据进行分析,得到南海区域星下观测点处四个主要分潮(M2、S2、K1和O1分潮)的调和常数,进而利用双调和样条插值方法对其进行插值,获取南海同潮图。首先,以1992～2016年T/P和Jason卫星高度计所得海面高度数据为基础,利用调和分析方法计算了南海星下观测点处M2、S2、K1和O1四个主要分潮的调和常数,并与40个验潮站数据进行了对比,最大矢量均差为4.99cm,说明分析所得调和常数与利用验潮站资料提取的调和常数的误差较小。进而采用双调和样条插值方法对星下点调和常数进行插值,得到了南海四个主要分潮的同潮图,所得结果与全球潮汐模型TPXO7.2模式结果的矢量均差分别为4.69、2.46、3.13和2.42 cm,与141个验潮站处观测结果的矢量均差分别为22.59、10.26、10.24和8.51 cm。此外,插值所得四个主要分潮的无潮点位置与前人研究结果相近。上述实验结果表明:利用双调和样条插值方法对卫星高度计所得调和常数进行插值能够获取较为准确的同潮图。     

基于三次样条插值实现无人机高动态运动轨迹插值

差分全球卫星导航系统（GNSS）技术辅助空中三角测量技术可实现无人机影像元素的高精度绝对定位．机载GNSS模块采样频率一般不超过50 Hz,更高的采样频率对GNSS模块软硬件提出更高的要求．本文基于三次样条函数实现无人机高动态定位的三维坐标插值,并通过实测数据检验三次样条函数的适用性,实验结果表明,固支样条更适用于无人机高动态运动轨迹坐标插值,当采样频率高于5 Hz时,平面插值精度优于1.0 cm,高程插值精度优于2.2 cm.      

Difference between model parameter estimation and curve fitting

Within a single well, a least-squares model such as Ø = a +bT _sonic may be appropriate, insofar as random errors in core measurement and in sonic tool response are concerned. However, if several wells are in the reservoir, and if structural variation across the field exists, no single least-squares solution will adequately describe all wells with the same precision. Interpolation, via a cubic spline, is offered as an alternative to model this type of variation. However, to control both inter- and intra-well variability, a combination of least squares and interpolation is the model of choice.     

局部重力场的非均匀B样条最小二乘逼近

讨论了非均匀Ｂ样条最小二乘数据拟合的基本原理,并分别就不规则点及规则网格点情形给出了相应的计算方法,给出了两个数值试验的例子以及一个在局部重力场逼近中的应用实例,试算结果表明该方法具有很好的精度和稳定性,对所述方法在测绘中的应用前景进行了展望。     

海底管道收弃管作业分析

为保证海洋管道在收弃管作业过程中不发生屈服,利用样条函数配点法分析了管道为形,利用线性积分法分析了缆索的收放和受力,以图表的形式给出了管道和缆索的受力和变形、铺管船的运动以及Ａ／Ｒ绞车的拉力之间的关系。     

Prophet模型在GNSS坐标时间序列中的插值分析

针对GNSS坐标时间序列中存在数据缺失的问题,提出将Prophet模型应用于GNSS坐标时间序列的插值中。设计不同的数据随机缺失比例和连续缺失长度,使用Prophet模型、拉格朗日法和三次样条法进行对比实验。结果表明,Prophet模型在GNSS坐标时间序列中具有更高的插值精度并能够保持较好的稳定性,且对于连续缺失的数据插值有着明显的优势。     

基于几何形态测量学的4种金线鱼矢耳石识别研究

利用2007年9月至2010年9月采自北部湾海域的24尾红棘金线鱼(Nemipterus nemurus)、32尾金线鱼(N.virgatus)、36尾深水金线鱼(N.bathybius)和35尾日本金线鱼(N.japonicus)性成熟后的矢耳石样本,运用几何形态测量学方法研究了4种鱼类矢耳石形态识别问题。耳石经图像处理后提取地标点坐标值,进行相对扭曲主成分分析,通过判别分析区分4种金线鱼的耳石,利用薄板样条分析和网格变形分析耳石形态变异。结果表明:在相对扭曲主成分分析中,第1、2、3主成分分别解释了总变异的30.78%、28.44%和11.75%,可以将四种金线鱼耳石区分开来。其中Ⅰ型地标点6、10、11,Ⅱ型地标点2,Ⅲ型地标点7,贡献作用较大,解释了主要形态变异。相对扭曲主成分的逐步判别分析中,四种鱼的平均判别成功率达91.3%;交互验证结果显示,四种鱼的平均判别成功率达89.8%,表明几何形态测量学分析可以作为鱼种耳石识别的有效方法之一,在耳石形态学与鱼种判别研究中具有重要应用价值。