基于BP神经网络的溶洞规模预测及应用

复杂岩溶地区的溶洞发育规模受地质构造、地区岩性、地下水动力系统等多种因素的影响,具有高度复杂性和非线性的特征。通过对岩溶区溶洞的赋存规律研究,确定影响溶洞发育规模的控制因素进行定量处理,收集已探明溶洞的样本数据。为克服已有研究对溶洞发育规模定性描述的模糊性,文章利用BP（Back Propagation）神经网络对自组织、自适应特性对数据样本的非线性关系揭示的能力,实现对溶洞发育规模的预测,并基于MATLAB实现BP神经网络结构的设计、训练、预测,其结果表明:BP神经网络模型对溶洞规模预测的精度高、收敛性能好。      

地下空间逾渗与裂缝属性的关系分析

裂缝连通性评价是地下空间研究的重要内容。逾渗分析是研究裂缝网络连通性的一种有效手段。裂缝网络逾渗临界值多使用裂缝间接表征参数(如分形维数)来确定,但存在裂缝网络连通性不同却有相同间接表征参数的情况,这降低了预测的可靠性。为避免此类问题并更加准确快速地表征裂缝网络的连通性,文章在构建逾渗临界值方程时,摒弃了间接参数简化的方式,使用裂缝直接表征参数(如裂缝数量、长度等)进行非线性拟合。通过二维数值模拟建立不同参数的离散裂缝网络模型,分析逾渗低、中、高概率临界条件与裂缝直接表征参数的关系,建立逾渗临界条件预测方程,并对方程在不同尺度研究区的应用进行了讨论和验证。结果表明：预测方程可有效地预测不同概率的逾渗临界值。同时文章在预测方程的基础上,建立了裂缝网络连通性评价标准,这对于裂缝发育地区的地下空间评价工作具有一定的指导和借鉴意义。     

基于神经网络的区域生态环境分类方法研究

如何利用智能化信息提取技术,进行区域生态环境自动分类,一直是一种前沿性研究。该文在分析研究区自然景观特征的基础上,总结了影响区域生态环境的建模要素,基于神经网络技术,并根据生态环境的遥感探测机理,利用TM卫星遥感数据中的可见光、热红外、植被指数(NDVI)以及DEM数据,建立了基于BP神经网络的区域生态环境信息自动提取模型,形成了一种新的生态环境分类方法,其分类结果与实际情况完全一致。     

基于道路网络的商业网点市场域分析

社会经济活动中人们的空间行为往往是基于道路网络来实现的。但是,目前多数研究都假设地理空间是一个均质空间,采用基于平面欧氏距离的空间分析方法,这是有局限的。本文阐述了基于网络距离的网络Voronoi图基本概念和实现方法,以武汉市商业零售连锁企业为例,分别采用基于欧氏距离的普通Voronoi图方法和基于网络距离的网络Voronoi图方法来确定商业零售网点的市场域,结果表明武汉市主城区商业网点市场域较小、主城区外围市场域较大。市场域大小与城市路网密度呈现一定相关关系,路网密度高、市场域小,路网密度低、市场域大。两种方法的计算结果存在一定差异,差异大小与路网密度有关,路网密度大、差异小,路网密度小、差异大。这表明在路网密度大的情况下,可以采用普通Voronoi图粗略地模拟商业网点的市场域。     

中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人-地对称关系的一个理论探讨

以城市体系与水系的分形结构相似性为实例,探讨人文地理系统与自然地理系统的对称性及其破缺特征。首先建立城市人口—河流长度、城区面积—流域面积、 (某一级别的 )城市数目— (某一等级的 )河流数目等测度对应关系 ;然后证明基于中心地理论的Beckmann城镇等级—规模模型与 Horton水系构成第一、第二定律数理同构,关于城市人口—城区面积的异速生长关系模型与关于主河道长度—流域面积的几何测度关系模型以及 Horton水系构成的第二、第三定律数理同构 ;进而提出 :城市体系与水系分形结构的相似性实质上是自然—人文地理系统的对称性,只是这种对称关系存在一定程度的破缺,地理系统的演化目标之一似乎是要重建大自然的对称律。     

密集交叉井网井眼轨道精确制导技术的应用

本着充分依托原有海上油田设施降本增效原则,渤海Q油田在原有生产平台附近新建井口平台、对原有密集井网成功实施了整体加密调整,作业难度急剧增大。通过老井眼数据再处理、新井轨道设计优化、轨道防碰设计、防碰监测等手段形成密集交叉井网井眼轨道精确制导技术。该技术的成功应用提高了作业时效,有效保障了在老油田密集交叉井网整体加密井眼轨迹的顺利实施、减小了碰撞风险。     

神经网络技术在地面沉降区划中的应用研究

复杂的第四系沉积环境构成地面沉降的地质背景，在对比分析第四系厚度、地下水位、含水层以及软土层发育程度的基础上，尝试性地运用人工神经网络技术对苏锡常地区地面沉降易发区进行识别。除基岩出露区外全区共被划分成4类块段，这种分布与第四系条件具有很强的空间相关性，经检验具有较高的可信度。     

地下河系统水动态监测网络优化对比分析:以桂林海洋-寨底地下河系统为例

基于我国南方地区岩溶发育极不均匀、水位水质动态变化快的特点,通过对信息熵法和防污性能法所得结果的对比,分析在缺少系列监测资料条件下,利用岩溶水系统防污性能评价结果快速布设地下河系统水动态监测网的可行性及其布设原则。根据防污性能评价结果,结合水循环特征,桂林海洋-寨底地下河系统水动态监测网需由17个监测站组成;采用信息熵法对现有35个监测站进行优化后,认为只需要12个监测站就可组成最优监测网,但这12个监测站点与采用防污性能评价法得到的点位完全重合,且均位于防污性能差的地区。对比分析认为,以地下水系统防污性能评价结果布设地下水动态监测网是可行性的,因为岩溶发育区既是防污性能差的地区,也是地下水动态变化快的地区,能充分反映地下河系统水质水量变化。采用防污性能评价法布设地下水动态监测网时,需要充分认识和了解地下河系统水文地质条件和地下河管道结构特征,且需要遵循以下原则:(1)在岩溶发育相对较弱的系统中部(基本上不存在防污性能差的地区)不设置监测站点;(2)在距离地下河出口较近的岩溶发育区内(即防污性能差的地区)监测站点可由地下河出口替代;(3)对于多支管道系统,岩溶发育相对较弱且距离较短的小型支管道上可以不布设监测站,由支管道与主管道交汇处的监测站代替。     

灰关联神经网络法及防洪堤边坡稳定性分析

灰关联分析神经网络方法首先是对防洪堤边坡稳定性影响因素进行灰关联分析,得出各因素影响程度的大小排序,然后建立该工程的神经网络模型,选择灰关联分析得到的优势因子作为样本输入以及关联度作为网络权值确定的一个因素,利用大量南宁市防洪堤边坡工程实例对网络进行训练学习,最后用训练成功的网络对工程进行预测。预测的结果与实际情况进行对比表明,这个方法能够满足南宁市防洪堤边坡稳定性预测的要求。     

裂隙岩体中的对流扩散研究

揭示一个基于代数拓扑理论的裂隙网络中物质弥散模型，还给出了应用于网络中的对流扩散的对应性原理的证明。应用拓扑理论给出的框架，使其起了一个数据结构的组织者的作用，由此得到网络中每一个分支上的浓度的解。这个解是在拉普拉斯空间上的解析解。网络中任意点在任何时刻的浓度可以很方便地用数值拉氏反变换求出。