基于GPS和水准数据的微粒群算法联合反演祁连山北缘断裂三维滑动速率     

刘杰 《大地测量与地球动力学》2019,39(9):906-909

将微粒群算法与位错理论模型相结合，采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据，通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演，并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明，微粒群算法收敛速度快、稳定性高，结合经典位错理论模型，是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法，在大地测量反演领域极具应用潜力。  相似文献   

Gully erosion spatial modelling: Role of machine learning algorithms in selection of the best controlling factors and modelling process     

《地学前缘(英文版)》2020,11(6):2207-2219

This investigation assessed the efficacy of 10 widely used machine learning algorithms (MLA) comprising the least absolute shrinkage and selection operator (LASSO), generalized linear model (GLM), stepwise generalized linear model (SGLM), elastic net (ENET), partial least square (PLS), ridge regression, support vector machine (SVM), classification and regression trees (CART), bagged CART, and random forest (RF) for gully erosion susceptibility mapping (GESM) in Iran. The location of 462 previously existing gully erosion sites were mapped through widespread field investigations, of which 70% (323) and 30% (139) of observations were arbitrarily divided for algorithm calibration and validation. Twelve controlling factors for gully erosion, namely, soil texture, annual mean rainfall, digital elevation model (DEM), drainage density, slope, lithology, topographic wetness index (TWI), distance from rivers, aspect, distance from roads, plan curvature, and profile curvature were ranked in terms of their importance using each MLA. The MLA were compared using a training dataset for gully erosion and statistical measures such as RMSE (root mean square error), MAE (mean absolute error), and R-squared. Based on the comparisons among MLA, the RF algorithm exhibited the minimum RMSE and MAE and the maximum value of R-squared, and was therefore selected as the best model. The variable importance evaluation using the RF model revealed that distance from rivers had the highest significance in influencing the occurrence of gully erosion whereas plan curvature had the least importance. According to the GESM generated using RF, most of the study area is predicted to have a low (53.72%) or moderate (29.65%) susceptibility to gully erosion, whereas only a small area is identified to have a high (12.56%) or very high (4.07%) susceptibility. The outcome generated by RF model is validated using the ROC (Receiver Operating Characteristics) curve approach, which returned an area under the curve (AUC) of 0.985, proving the excellent forecasting ability of the model. The GESM prepared using the RF algorithm can aid decision-makers in targeting remedial actions for minimizing the damage caused by gully erosion.  相似文献   

基于最大球算法定量表征土体空间孔隙网络     

解朝阳  张巍  姚东方  王坚  朱雨辰 《工程地质学报》2020,28(1):60-68

孔隙网络控制着土体渗流、排水固结与基质吸力等重要工程性质。本文介绍了多孔介质孔隙网络最大球建模基本原理与算法。以显微CT扫描振捣干法生成的南京粉砂试样为例,采用最大球算法建立了试样三维重构模型表征单元体(REV)的空间孔隙网络球棍模型,计算得到了样品REV尺度的孔隙网络参数,统计发现,孔隙半径、喉道半径、孔隙配位数、孔隙截面形状因子、喉道截面形状因子与喉道长度等孔隙参数均近似服从正态分布,孔隙体积近似服从衰减型指数分布。孔隙与喉道半径分别分布在100μm与65μm以内,两者数学期望分别为40. 0μm与18. 0μm;配位数分布在25以内,数学期望为5. 1;孔隙与喉道截面形状因子分别分布在0. 01~0. 04与0. 01~0. 05的区间内,两者数学期望分别为0. 019与0. 033;喉道长度分布在100~800μm以内,数学期望为292. 22μm。同时发现,样品中体积小于1. 5×10^7μm^3的小孔隙数量超过90%。本方法可应用于土体细观孔隙结构的定量表征。  相似文献   

基于改进的向后-向前选择法粗差定位与估值算法     

柴双武  杨晓琴 《大地测量与地球动力学》2019,39(5):538-543

对传统的向后-向前选择法粗差定位方法进行改进，即在原有基础上加入对平差模型的整体检验，计算统计量的相关系数，通过对偏相关系数的检验来定位统计量相关的粗差观测值。通过模拟粗差算例证明，该算法能够准确定位多维粗差，有效改善粗差定位转移的现象，且粗差估值结果比较可靠。  相似文献   

基于镁铁-超镁铁岩中单斜辉石主量元素含量的决策树集成算法对比     

孙建鹍  杜雪亮  章宝月  王龙  金维浚  张旗  罗熊  朱月琴 《地质通报》2019,38(12):1981-1991

依靠岩浆构造环境的地球化学成分认识岩浆形成过程是岩石地球化学中的重要应用。当前利用岩石地球化学成分判别构造环境的工作还不够深入。用4种基于决策树的机器学习方法对来自全球新生代洋岛玄武岩(OIB)、岛弧玄武岩(IAB)及大洋中脊玄武岩(MORB)等镁铁-超镁铁岩中单斜辉石的13种主量元素构成数据集进行了岩浆构造环境判别和主要特征排序。通过对比4种基于决策树的机器学习方法,验证了树类算法对于地球化学成分识别问题的有效性,并总结出4种方法在处理岩浆构造环境判别问题时的优劣:决策树算法判别过程更易于理解,但是其准确率欠佳;boosting算法中的AdaBoost和GBDT对于岩浆构造环境的鉴别准确度较高,但构造过程复杂;bagging集成算法随机森林在权衡性能和模型可理解性时不失为一个良好的选择。此外,还通过4种算法的特征重要性排序得出Cr_2O_3,TFeO,TiO_2,FeO和Al_2O_3是进行岩浆构造环境判别的重要成分。  相似文献   

基于CUDA的地震相干体并行算法   总被引：1，自引：0，他引：1  

张全 《地质与勘探》2020,56(1):147-153

相干体技术在地震勘探资料解释方面得到了广泛的应用,由于相干体技术处理的对象是三维地震数据体,所以算法运算时间较长。为了缩短解释周期,本文充分发挥GPU并行计算优势,对C3相干体算法进行并行化分析。从硬盘读取数据到GPU上计算相干值并写入硬盘的整个过程进行分析,剔除了冗余数据的读取,完成了C3相干体算法的并行化设计与实现。最后分别对串行算法与并行算法进行性能测试,结果表明本文设计的并行算法在保证精度的前提下达到了16倍左右的加速比,对加快地震资料解释具有重要意义。  相似文献   

太原盆地及周边地区双差层析成像   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

王长在  吴建平  杨婷  王未来  范莉苹  房立华 《地球物理学报》2018,61(3):963-974

山西断陷带位于鄂尔多斯与华北地块交汇处，是我国著名的历史强震活动带之一，尤其是断陷盆地中部区域，6级以上地震频发.本研究旨在揭示忻定盆地中南部、太原盆地及临汾盆地中北部交汇处的深部结构特征，分析盆地的形成和演化，探讨该区域孕震环境.利用山西地震台网观测数据以及固定地震台站融合流动台站得到的地震数据，共7455个地震事件，采用双差层析成像方法，反演得到了太原盆地及周边地区的三维P波速度结构及精定位结果.层析成像结果显示，忻定盆地、太原盆地的中上地壳为明显的低速异常，被高速的石岭关隆起隔开，深部结构特征相对简单.太原盆地、临汾盆地及灵石隆起之间的深部结构特征较为复杂，反映了两个盆地演化过程的复杂性.穿过忻定盆地的速度剖面显示，在中地壳存在明显的低速异常体，且大部分地震都发生在该低速体上方；穿过太原盆地北部的剖面显示，该区域在20~25 km深度范围内有较密集的地震分布，并勾画出交城断裂呈犁形的断层特征；穿过太原盆地中部的剖面显示，太原盆地自西向东沉积层逐渐减薄；穿过临汾盆地的剖面揭示，汾东断裂在浅部倾角较陡，随深度增加倾角逐渐变小，倾向向东.  相似文献   

联合概率法在合并相邻台网地震目录中的应用:以2014年鲁甸序列为例          下载免费PDF全文

龙锋  蒋长胜  祁玉萍  刘自凤  傅莺 《地球物理学报》2018,61(7):2815-2827

中国目前实行的区域地震台网独立运行机制，使得在相邻不同台网的交界地区可能存在多个版本的地震目录和震相观测报告，影响了地震活动性分析与研究.为此，本文提出了一种基于联合概率的方法，可标明两个或多个相邻台网目录中相同的事件，合并它们的震相数据开展重新定位，并重构不同台网交界地区的统一地震目录.该方法的思路与分析步骤是：首先，计算获得不同台网之间具有最小发震时刻差异的两两地震的时空强差异分布，查找并剔除独立地震，计算事件合并的联合概率；其次，基于联合概率分析合并不同台网的地震目录和震相观测报告，对合并事件进行重新定位和定位误差分析，并基于G-R关系检验重构目录的完整性.本文以2014年鲁甸地震序列为例的初步应用结果显示，震相合并之后的地震定位精度相比之前单个台网的结果，特别是相比四川台网的目录，定位精度提高非常显著，合并后的目录与之前相对完整的云南目录接近，但相比由两个台网目录简单拼凑而成的目录更加准确.此外，研究还发现在目录合并过程中，对于4级以上的中强震，应选择M_S而不是以M_L震级标度；震相合并后被复用台站记录的到时信息可用于检测不同台网间的震相拾取是否存在系统偏差.本文提出的方法使得在相邻不同台网的过渡区形成一个统一且尽可能准确可靠的地震目录成为可能.  相似文献   

Precise Location of Earthquakes at the Eastern Boundaries of the Sichuan-Yunnan Rhombic Block     

Fu Ying  Hu Bin  Long Feng  Wang Shiyuan 《中国地震研究》2018,32(4):470-481

Based on the seismic station data sets from Sichuan and Yunnan provinces, we employed a multi-step seismic location method (Hypo2000 + Velest + HypoDD) to precisely locate the 7,787 earthquakes that occurred during 2010-2015 along the eastern boundaries of the Sichuan-Yunnan rhombic block, namely from southern Dawu to the Qiaojia segment. The final results show that location precision is greatly advanced and epicenter distribution exhibits good consistency with the linear distribution of the seismic faults. Earthquake distribution is quite intensive at the intersection region in the southern segment of the Xianshuihe fault, the Anninghe fault zone, the Xiaojinhe fault zone and the Daliangshan fault zone to the east. The depth profile of seismicity shows a clear stepwise activity along the active seismic fault zones. The profile crossing the faults of the Xianshuihe, Anninghe, and Daliangshan presents a complex interaction among faults near the multiple faults intersection region, Shimian, where the earthquakes are obviously divided into two groups in depth. Earthquakes are very rare at the depth of 15km-20km, which is consistent with the region of the plastic rheology between 14km-19km calculated by Zhu Ailan et al.,(2005).  相似文献   

基于分区间泛化Kriging近似模型的船舶局部结构形状优化     

张干锋  王德禹 《海洋工程》2018,36(6):46-57

为提高Kriging近似模型在船舶结构性能多维度响应预测方面的适用性,对常规Kriging近似模型进行分区间泛化改进:一是对设计样本点的各个维度(分量)进行划区,并在每一个分区间内采用最优拉丁超立方(OLhd)取样;二是引入比例系数w1组合高斯与指数型相关函数提高模型对数据的泛化能力,从而在每个划分的区间内建立泛化的Kriging近似模型。通过SCH测试函数,验证了构造的分区间泛化Kriging模型有效性。结合参数化建模和改进Kriging近似模型对某过渡肘板和舱口角隅边界进行形状优化,优化第一阶段由改进的近似模型通过多岛遗传算法得到全局初步的最优解,第二阶段在初步解的基础上缩小优化变量范围,由少量的FEM计算即可在小范围内搜寻到精确的最优设计变量。结果表明:分区间泛化Kriging近似模型在预测多维度响应时较常规Kriging模型预测精度更高;分阶段的形状优化流程在保证极小误差和缩小计算成本的情况下能够得到理想的应力分布和重量优化结果,有助于船舶结构的轻量化研究。  相似文献