基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例     

戴亮亮  聂小力  郭军  巩浩  吴欢欢  张涛  汤媛媛  毛聪  彭志刚  贺灿 《现代地质》2022,36(3):972-978

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。  相似文献   

基于机器学习模型的淮河流域中长期径流预报研究     

胡义明  陈腾  罗序义  唐超  梁忠民 《地学前缘》2022,29(3):284-291

准确可靠的中长期径流预报是支撑水资源科学调配、提高水资源利用效率的关键。本研究采用AdaBoost模型(AdB)、随机森林模型(RF)和支持向量机模型(SVM)进行淮河流域王家坝和蚌埠站当年11月至次年10月共12个月的中长期径流预报研究。采用置换准确度重要性度量法从130项气象-气候因子及前期降雨/流量构建的1 562个因子变量中筛选出影响各月径流的关键因子,构建了基于AdB、RF和SVM模型的各月径流预报模型,模型参数采用随机搜索技术并结合交叉验证方式确定。采用变幅误差合格率和等级(五级)预报合格率指标对模型的预报精度进行了评估。变幅误差合格率指标表明,王家坝12个月的平均合格率分别为99.8%(AdB)、96.6%(RF)和95.9%(SVM),蚌埠站分别为100%(AdB)、94.8%(RF)和93.8%(SVM);等级预报合格率指标表明,王家坝12个月的平均合格率分别为79.0%(AdB)、76.4%(RF)和79.9%(SVM),蚌埠站分别为81.0%(AdB)、75.6%(RF)和76.6%(SVM)。模型均具有较好的预报效果,但RF和SVM模型对于高流量值的预报存在偏低现象,AdB模型整体上优于RF和SVM模型。  相似文献   

基于随机补片和DeepLabV3+的建筑物遥感图像变化检测     

王民水  孔祥明  陈学业  杨国东  王明常  张海明 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(6):1932-1938

为有效解决传统遥感图像变化检测预处理复杂的问题,提出一种基于随机补片和DeepLabV3+的建筑物遥感图像变化检测方法。以ResNet50特征提取网络为基础,创建DeepLabV3+语义分割网络,并在图像和标签中创建大小为224像素×224像素的随机补片作为网络输入,训练建筑物提取网络;修改建筑物提取网络输入层为6通道,通过矩阵运算将两期遥感图像转换为一幅6通道非RGB图像,利用转换后的非RGB图像进行网络训练并验证变化检测精度。实验1利用ENVI5.3软件,采用马氏距离法进行变化检测;实验2采用改进的U-Net网络和随机补片,完成网络训练和精度验证;实验3使用实验2的训练数据和验证数据,采用随机补片和DeepLabV3+网络进行变化检测网络训练及精度验证。实验结果表明,该方法实验1、实验2、实验3建筑物变化检测平均交并比分别为24.43%、83.14%、89.90%,边界轮廓匹配分数分别为61.47%,80.24%、96.51%。  相似文献   

基于WRF模式的风电场短期风速集成预报方法研究     

叶小岭  支兴亮  邓华 《气象》2019,45(1):88-98

风能始源于大气的运动,具有很大的随机性和间歇性。风速预测是风电场风功率预测的基础,其准确性具有重要的意义。对于复杂地形条件下,风速的预报一直是各国研究的难点和重点。为了提高风电场短期风速预报的准确性,本研究采用多种边界层参数化方案来集成预报风速,将各单一边界层参数化方案预报的风速及相应的实测风速数据,应用随机森林算法建立集成预报模型,对风电场的短期风速进行集成预报研究。试验结果表明,采用集成预报风速方法,预报的风速误差相比于单一边界层参数化方案预报的风速误差明显减小,对研究区域的风速、风向等气象要素有着较好的模拟效果,能够有效提高风速预报的准确率。  相似文献   

视觉感受与Markov随机场相结合的高分辨率遥感影像分割法   总被引：2，自引：0，他引：2  

许妙忠  丛铭  万丽娟  解天鹏  朱晓玲 《测绘学报》2015,44(2):198-205

鉴于视觉感受对外界强大的感知与识别能力,模拟视觉神经感知的工作机制,并结合Markov随机场模型,提出一种影像分割方法。首先,分析视觉感知系统的工作机制,将其特性归纳为等级层次性、学习能力、特征检测能力和稀疏编码特性,继而利用小波变换、非监督聚类、特征分析和Laplace分布模拟视觉工作机制,然后结合Markov随机场模型实现高分辨率遥感影像的分割。通过不同卫星的真实遥感影像进行了相关试验。试验结果表明本文提出的方法在高分辨率遥感影像分割任务中有非常良好的表现。  相似文献   

Consolidation in spatially random unsaturated soils based on coupled flow‐deformation simulation          下载免费PDF全文

Y. Cheng  L.L. Zhang  J.H. Li  L.M. Zhang  J.H. Wang  D.Y. Wang 《国际地质力学数值与分析法杂志》2017,41(5):682-706

This paper integrates random field simulation of soil spatial variability with numerical modeling of coupled flow and deformation to investigate consolidation in spatially random unsaturated soil. The spatial variability of soil properties is simulated using the covariance matrix decomposition method. The random soil properties are imported into an interactive multiphysics software COMSOL to solve the governing partial differential equations. The effects of the spatial variability of Young's modulus and saturated permeability together with unsaturated hydraulic parameters on the dissipation of excess pore water pressure and settlement are investigated using an example of consolidation in a saturated‐unsaturated soil column because of loading. It is found that the surface settlement and the pore water pressure profile during the process of consolidation are significantly affected by the spatially varying Young's modulus. The mean value of the settlement of the spatially random soil is more than 100% greater than that of the deterministic case, and the surface settlement is subject to large uncertainty, which implies that consolidation settlement is difficult to predict accurately based on the conventional deterministic approach. The uncertainty of the settlement increases with the scale of fluctuation because of the averaging effect of spatial variability. The effects of spatial variability of saturated permeability k_sat and air entry parameters are much less significant than that of elastic modulus. The spatial variability of air entry value parameters affects the uncertainties of settlement and excess pore pressure mostly in the unsaturated zone. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

基于深度学习的钨钼找矿靶区预测方法研究     

蔡惠慧  朱伟  李孜轩  刘园园  李龙斌  刘畅 《地球信息科学学报》2019,21(6):928-936

随着矿产勘查工作由浅部矿向深部隐伏矿、由易识别矿向难识别矿发展,找矿难度日益增大,地质专家越来越重视新理论、新方法、新技术的应用。深度学习作为人工智能的前沿领域/技术,对于实现矿产资源预测“智能化预测评价”具有得天独厚的优势。本文以陕西省镇安县西部钨钼矿集区单元素化探异常原始数据为基础,提出了基于深度学习的钨钼矿产评价方法。该方法以归一化地球化学数据作为模型训练数据,通过深度学习中深度自编码网络方法实现异常值提取进而识别重点成矿有利地段,实现矿产资源找矿远景区定性预测。研究结果表明,在对957条单元素化探异常原始数据分类且做好模型标签后,整个过程在计算机的“黑盒子”中自动完成学习和预测,相较于传统预测研究方法,本文方法具有自动化程度高和客观性强的特征。此外,本文利用已知矿点构建训练数据集,采用随机森林方法对预测区进行矿产资源找矿靶区预测圈定,为进一步缩小找矿靶区范围提供科学依据。  相似文献   

Closed-loop randomized kinodynamic path planning for an autonomous underwater vehicle     

《Applied Ocean Research》2019

A randomized kinodynamic path planning algorithm based on the incremental sampling-based method is proposed here as the state-of-the-art in this field applicable in an autonomous underwater vehicle. Designing a feasible path for this vehicle from an initial position and velocity to a target position and velocity in three-dimensional spaces by considering the kinematic constraints such as obstacles avoidance and dynamic constraints such as hard bounds and non-holonomic characteristic of AUV are the main motivation of this research. For this purpose, a closed-loop rapidly-exploring random tree (CL-RRT) algorithm is presented. This CL-RRT consists of three tightly coupled components: a RRT algorithm, three fuzzy proportional-derivative controllers for heading and diving control and a six degree-of-freedom nonlinear AUV model. The branches of CL-RRT are expanded in the configuration space by considering the kinodynamic constraints of AUV. The feasibility of each branch and random offspring vertex in the CL-RRT is checked against the mentioned constraints of AUV. Next, if the planned branch is feasible by the AUV, then the control signals and related vertex are recorded through the path planner to design the final path. This proposed algorithm is implemented on a single board computer (SBC) through the xPC Target and then four test-cases are designed in 3D space. The results of the processor-in-the-loop tests are compared by the conventional RRT and indicate that the proposed CL-RRT not only in a rapid manner plans an initial path, but also the planned path is feasible by the AUV.  相似文献   

随机森林模型在遥感水深反演中的应用     

邱耀炜  沈蔚  纪茜 《海洋技术学报》2019,38(5)

随着我国浅海测绘需求的日益增长,文中利用四波段的WorldView-2高分辨率遥感影像,选取我国南海西沙群岛中的甘泉岛和台湾南湾地区作为典型试验区,开展水深反演研究。引入随机森林算法构建了随机森林水深反演模型,并同常用的3种水深反演模型进行精度对比。结果表明,在甘泉岛和南湾地区随机森林模型反演的水深值和真实水深值的RMSE分别为0.85 m和1.59 m,MRE分别为8%和12%,均优于其他3种模型。  相似文献   

火山岩地震响应特征的正演模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

苏巍  张春芬 《世界地质》2011,30(3):429-438

为进一步了解松南梨树断陷火石岭组火山岩储层的地震响应特征,指导火山岩体的地震资料解译及成藏期次的识别,以实际地震资料为基础,结合钻井信息及地质认识,构建了火山岩地质模型,利用非平稳随机介质模拟技术对火山岩地震响应进行了正演模拟。通过正演模拟计算,得到并分析了由浅至深各反射层系及沉积相带的地震反射特征,从而为明确本地区火山岩响应规律,进一步检验地震地质解译模型建造的准确性,加深对本区火山岩成藏规律的认识提供依据。  相似文献