结构方程模型及其在地学数据建模中的回顾与展望     

刘江涛  赵洁  吴发富 《地质力学学报》2021,27(3):350-364

结构方程模型是一种建立、估计和检验因果关系的方法。它可以替代多重回归、路径分析、因子分析、协方差分析等方法,清晰分析单项指标对总体的作用和单项指标间的相互关系,是一种主要应用于验证性模型分析的多元统计建模技术。由于能够通过可观测变量来度量潜变量得分以及分析不同子模型下潜变量之间的协同效应等优点,结构方程模型被广泛应用在心理学、行为学、市场学等领域的数据建模分析研究中,提供了从提出概念—设计模型—获取数据—验证模型的成熟应用路径。地学数据的建模技术一直是地学研究的热点之一,其目的是在海量、多元、高维、多时态的地学数据中,提取出有价值的模型结构以及潜变量,研究不同地学变量以及潜变量之间的交互关系,从而支撑环境治理、灾害防治、资源勘察、生态评价等相关应用和研究。随着地学数据规模变化和建模工具的不断发展,地学数据建模的样本逐渐从抽样建模变为全样本建模,建模方式从有地学模型指导下的建模变为无约束/弱约束建模,建模依据从基于变量因果关系建模变为基于变量相关性的建模,模型复杂度从单模型/单过程建模变为多模型/多过程的综合建模。结构方程模型作为一种综合的建模方法,其可以同时包含因子分析、潜变量估计、路径分析等多种多元分析技术,这种多层次、多分支的建模方法融合了知识驱动建模和数据驱动建模的特点。结构方程模型在地学数据建模中主要面临以下三个方面的挑战,一是从主要面向验证性建模分析的方式向探索性建模分析的方式转变;二是从有完整地学模型约束的建模型方式向弱模型/无模型约束的地学数据建模方式转变;三是从无空间属性的统计变量建模向空间统计变量建模的转变。这对模型本身和数据建模的方法都提出了新的要求。针对以上三个问题,文章在回顾结构方程模型的概念和发展历程的基础上,介绍了三个结构方程模型在地学数据建模中的应用案例,一是利用湖泊沉积物地球化学数据在弱约束条件下提取地球化学金矿内生控矿因子的建模案例;二是利用结构方程模型的综合参数优化方法,通过计算后验概率与观察后验概率的匹配约束来弱化、校正证据权模型中证据独立性问题在计算金矿找矿后验概率中的影响;三是利用结构方程模型来研究墨西哥马格达莱纳流域森林保护策略,通过对不同区域的森林区块进行编号,将空间分布数据转变为传统的无空间属性的统计变量,并分析了不同环境策略对森林保护的影响。   相似文献   

广东省仁化县书楼丘铀矿床三维地质建模及成矿预测   总被引：1，自引：0，他引：1  

俞嘉嘉 《地质与勘探》2021,57(2):305-314

综合地质、地球化学等资料进行多元信息成矿预测是目前深部固体矿产主要工作方法。广东仁化县书楼丘铀矿床位于诸广南铀矿田北部,是诸广南铀矿田重要的组成之一。本次为了拓宽书楼丘矿床深部找矿思路,探讨其找矿潜力,在前人研究和勘探基础上,总结了矿床综合信息找矿模型,以三维定量预测研究理论基础,根据矿床成矿条件和找矿标志特征,提取地质、化探、钻探资料的成矿有利信息,并利用COCAD软件构建了地形-地表、岩体、构造、矿体等地质模型,对信息进行综合成矿有利分析,运用信息量法进行研究区深部矿产资源预测,共圈定了3片靶区。  相似文献   

基于无人机倾斜摄影的黄土滑坡信息多维提取与应用分析   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

王俊豪  魏云杰  梅傲霜  管建军  丁祥  王双亭 《中国地质》2021,48(2):388-401

本文针对黄土地区地质灾害调查与评估需求,探索了一种基于无人机倾斜摄影影像和飞控数据的滑坡单体信息多维提取的方法。通过影像处理获得的DEM、DOM和实景三维模型等多维数据,对贾家村滑坡坡形、坡度、相对高差、植被覆盖率、纵坡比降、表面积与物源体积进行定量提取,结合区域气象数据分析了贾家村滑坡年均降雨量时空分布规律,利用相关地质资料分析了其地层岩性特点和区域地质构造情况,为准确评定其稳定性及危险性提供既高效又准确的定性、定量参考依据。  相似文献   

页岩岩相分类表征及对建产区产能的影响     

欧成华  梁成钢  罗利  杨晓  李丹  李兆亮 《沉积学报》2021,39(2):269-280

单井产气能力差异大,导致持续稳产困难是页岩气建产区面临的关键难题。围绕页岩气建产区特点,建立了考虑建产区产气能力影响的优质海相页岩岩相分类表征技术流程。首先,分析了建产区优质页岩产气能力差异主控因素,制定了建产区优质页岩岩相分类方案;然后,建立了TOC含量,孔隙度,泥质、硅质、钙质矿物含量等关键参数测井计算模型,结合页岩成因类型,完成了建产区单井参数计算及岩相识别,在实例页岩气建产区识别出10类页岩岩相,揭示了页岩岩相类型与产气能力差异间的对应关系;最后,采用沉积微相约束岩相的策略,运用截断高斯模拟算法建立起实例页岩气建产区岩相三维模型,展示了每类岩相的空间分布特征,揭示了区内五峰组—龙马溪组海相黑色页岩内部产气能力差异特征,与此同时,按照满足在三维空间中所占体积比例大、产气能力大的条件,确定区内产气能力最优的岩相类型为:富碳高孔含钙泥质硅质页岩、富碳富孔混合页岩和高碳中—高孔含钙含泥硅质页岩。上述成果有利于解释建产区不同空间位置产气能力存在较大差异的本质原因,为页岩气建产区精细化生产管理提供技术支撑。  相似文献   

基于三维激光扫描技术的岩质边坡泥化夹层空间分布和几何形态     

刘文连  张家明  王志强  徐则民 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(4):1139-1151

为了定量研究泥化夹层的空间分布和几何形态,以云南省玉溪市生活垃圾焚烧发电厂高边坡局部开挖剖面为对象,利用徕卡ScanStation C10三维激光扫描仪和瑞典ROMER RA-7520-2六轴关节臂三维测量仪进行扫描,得到了开挖剖面和泥化夹层的原始点云数据;然后采用Cyclone和Geomagic Wrap软件对点云数据进行一系列处理,分析了泥化夹层的三维空间分布、层面产状、间距、层面粗糙度和几何形态。结果表明：大部分泥化夹层横向分布于整个扫描剖面,少数呈局部分布;泥化夹层的平均倾向为196.41°±5.51°,平均倾角为22.27°±2.23°,间距在3.7~49.1 cm之间,平均值为（20.4±12.0）cm;不同层位及同一层位不同横向位置的泥化夹层厚度都不等,最厚约20 mm,最薄小于1 mm;泥化夹层顶面局部典型区域的平面拟合偏差在-22.4~32.5 mm之间,沿夹层倾向的粗糙度系数在5.67~16.77之间,平均值为10.11±3.25;泥化夹层的表面积与体积之比在5.14~5.86 cm^-1之间。运用三维激光扫描技术研究泥化夹层的空间分布和几何形态是可行的。玉溪市生活垃圾焚烧发电厂高边坡的泥化夹层具有宏观整体上相对平直、相互近似平行、非等距分布、间距小、层数多、厚度薄,细观上顶面粗糙底面相对光滑、三维形态复杂的特点。  相似文献   

Iran's precipitation analysis using synoptic modeling of major teleconnection forces (MTF)     

《Dynamics of Atmospheres and Oceans》2019

In this relatively unprecedented study, the effects of thirty-four leading teleconnection Patterns (indices) of atmospheric circulation- on regional-scale for the Middle East- along with precipitation over Iran have been investigated. Different types of data including teleconnection Indices from NOAA (NCEP/NCAR, BOM) and monthly precipitation data from thirty-six synoptic stations of Iran were applied. The data have been investigated with various types of statistical and synoptical methods. The results indicate that El Niño–Southern Oscillation (ENSO) is the most effective factor and it could possibly influence the spatiotemporal variation of precipitation on all types of climate regimes in Iran. ENSO (nino3.4), The Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and The Arctic oscillation (AO) are known as the first three important indices, determined by Principal component analysis (PCA) method. The research has clarified that a combination of warm phase of ENSO and a predominant Southeastern (SE) wind over the Indian Ocean can result in a significant moisture transport from the Indian Ocean to the Middle East and to Iran; a combination of cold phase of ENSO and a predominant Northwestern (NW) wind over the Indian Ocean can be followed by a widespread drought over the Middle East and Iran. The results also indicate that a combination of the first three important above-mentioned indices and the Indian Ocean Dipole (IOD) can provide a much better explanation for spatial and temporal variation of precipitation of Iran. Finally, the results of this study will enable us to present a new approach and new graphical-conceptual modeling, called "Teleconnection-Synoptic Method (TSM)"to clarify the underlying mechanism that can explain the spatial and temporal variations of global atmospheric circulation and precipitation of Iran. According to the correlation of different patterns with precipitation, the strongest relationships are related to the Scandinavia Index (SCN), Pressure Change in East Pacific (dPEPac) and Trade Wind Index at the 850 hPa (TrdWnd850), respectively.  相似文献   

Generation of oceanic internal gravity waves by a cyclonic surface stress disturbance     

《Dynamics of Atmospheres and Oceans》2019

Atmospheric cyclones with strong winds significantly impact ocean circulation, regional sea surface temperature, and deep water formation across the global oceans. Thus they are expected to play a key role in a variety of energy transport mechanisms. Even though wind-generated internal gravity waves are thought to contribute significantly to the energy balance of the deep ocean, their excitation mechanisms are only partly understood.The present study investigates the generation of internal gravity waves during a geostrophic adjustment process in a Boussinesq model with axisymmetric geometry. The atmospheric disturbance is set by an idealized pulse of cyclonic wind stress with a Rankine vortex structure. Strength, radius and duration of the forcing are varied. The effect upon wave generation of stratification with variable mixed-layer depth is also examined.Results indicate that internal gravity waves are generated after approximately one inertial period. The outward radial energy flux is dominated by waves having structure close to vertical mode-1 and with frequency close to the inertial frequency. Less energetic higher mode waves are observed to be generated close to the sea floor underneath the storm. The total radiated energy corresponds to approximately 0.02% of the wind input. Deeper mixed-layer conditions as well as weaker stratification reduce this fraction.The low energy transfer rates suggest that other processes that drive vertical motion like surface heat fluxes, turbulent motion, mixed region collapse and storm translation are essential for significant energy extraction by internal gravity waves to occur.  相似文献   

煤层气储层岩石物理建模与脆性正演分析     

张钊基  王国伟  邹冠贵 《地质论评》2023,69(Z1):445-446

  相似文献   

哀牢山—红河剪切带新生代热史演化及其构造意义     

孙崇波  李敏同  李俊  周洪兵  陈晓东 《地质论评》2023,69(2):2023020007-2023020007

笔者等通过对哀牢山—红河剪切带5件砂岩磷灰石样品裂变径迹分析,获得测试分析样品的表观年龄,对所有样品利用模拟退火法进行了热史模拟,取得其热演化史;得出哀牢山—红河剪切带在新生代发生了相似的构造演化过程,其经历了2次快速冷却剥露事件,分别发生在37～14 Ma和5. 1～0 Ma,平均冷却速率分别为3. 98℃/Ma和11. 15℃/Ma;在发生快速冷却的时间上,存在自东向西逐渐变晚的趋势,说明哀牢山—红河剪切带在新生代可能为自东向西的幕式隆升。  相似文献   

内蒙古东南部双尖子山矿区三维磁性结构及地质构造特征     

贾正元  王凤刚  索奎  郭磊  管烨 《现代地质》2023,37(1):48-57

双尖子山银铅锌矿位于大兴安岭中南段,是近年来该区域新发现的规模最大的银多金属矿,属热液型矿床并经历了多次矿化叠加。磁异常与金属矿有较强的相关性,磁性结构能够较好地反映控矿构造。本研究在各类先验信息约束下,对双尖子山铅锌矿区约1200 km²的高精度磁法数据进行了定性分析,并通过三维物性反演计算,得到了该区域地下5 km内的三维磁性结构,初步揭示了深部构造特征。获得的认识如下：(1)研究区高磁性岩体主要分布在中部和西北部,呈北东—南西向条带状展布。(2)基于磁性结构,将研究区划分为4个主要构造单元和6个次级构造单元;(3)研究区总体断裂构造呈北东—南西走向,南部断裂构造转为北西—南东走向;(4)研究区中部和东南部有较大范围的隐伏岩浆岩,且以中酸性岩浆岩为主。  相似文献