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   

桂林-阳朔地区DEM地形特征与岩性相关性分析及分类研究     

陈霄燕  潘军  邢立新  蒋立军  孙也涵  仲伟敬  范博文 《地球信息科学学报》2019,21(12):1867-1876

地形地貌是岩性解译的重要信息,地形因子作为描述DEM数字曲面几何特征的定量指标参数,可用来定量化表达不同岩性所在地区地形地貌特征。本文以桂林-阳朔地区为研究区,研究地形因子数学、地质意义,建立岩性与地形因子组合间的定量关联,进而实现岩石类型划分。本文基于ASTERGDEM提取坡度、起伏度等12个地形因子,在分析各个地形因子地质意义基础上,通过聚类分析及方差分析的多元统计分析方法,研究各岩性地形因子特性及其关联性,建立研究区岩性之间的定量差异;此外,利用因子分析方法研究岩性分类过程中的主导因素,确定适宜岩性分类方法以实现定量化岩性分类。实验结果表明：不同岩性、不同地形地貌的地形因子（组合）之间具有显著差异,基于因子分析得到的宏观地形复杂度指数（MTI）以及微观曲率指数（MCI）对岩石类型的分类精度达77.36%。研究表明,地形复杂度等地形因子可用于岩性分类,采用因子分析方法可获取反映地形地貌宏观、微观特征的定量指标,且岩性分类效果良好。  相似文献   

三峡库区龙门寨危岩体崩塌产生涌浪研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

郑嘉豪  黄波林  张全  赵海林  冯万里  王健  陈小婷 《地质力学学报》2020,26(4):533-543

长江两岸高耸的危岩体对航道、沿岸居民带来巨大安全隐患。大宁河属于长江一级支流，龙门寨危岩体位于大宁河上，距离巫山县城仅1 km。利用FLOW-3D软件，模拟了145 m、175 m两种水位工况下龙门寨危岩体崩塌产生涌浪过程和涌浪传播过程。模拟结果表明，涌浪在145 m水位工况下最大浪高约为17.9 m，175 m水位工况下最大浪高约为11.6 m；在巫山县的五个码头处，两种水位工况最大涌浪爬高分别约为10.9 m、3.8 m；根据涌浪高度，对大宁河进行危险分区，145 m水位工况下极高危险区长度约4.4 km，很高危险区长度约1.9 km；175 m水位工况下极高危险区长度约3.0 km，很高危险区长度约1.0 km。研究结果有助于防控龙门寨危岩体潜在涌浪灾害危害，保障大宁河航道和巫山县码头安全，同时也为三峡库区滑坡涌浪灾害提供了预警依据。   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   

基于随机森林的光子计数激光雷达点云滤波     

陈博伟  庞勇  李增元  卢昊  梁晓军 《地球信息科学学报》2019,21(6):898-906

新一代星载激光雷达卫星ICESat-2首次采用了微脉冲光子计数激光雷达技术,由于单光子探测的灵敏性导致数据在大气和地表下层产生了大量噪声,因此对光子计数激光雷达点云数据实现信号和噪声的分离是开展进一步应用研究的前提和基础。本文选择美国俄勒冈州和弗吉尼亚州2个研究区,采用MATLAS数据,根据光子点云数据的特点构造了12个光子点云特征,对所构造的特征利用随机森林进行变量筛选,用机器学习方法对光子点云进行分类,并将建立好的模型推广到整个研究区。研究结果表明,本文构建的分类器分类总精度达到了96.79%,Kappa系数为0.94,平均生产者精度和用户精度分别为97.1%和96.8%。在相对弱噪声、平坦地形区域和强噪声、复杂地形区域都取得较好的分类结果。本文结果显示了基于少量样本通过机器学习的方法构建模型,可以推广到较大范围区域的光子点云分类应用中。  相似文献   

高速铁路无砟轨道地基泥岩膨胀性分类分级研究     

薛彦瑾  王起才  马丽娜  张戎令  代金鹏  王强 《岩土力学》2020,41(9):3109-3118

红层泥岩是一种典型侏罗系沉积岩，其含有微量黏土矿物，易遇水软化、失水崩解，具有一定膨胀性，是引起兰新高速铁路路基持续上拱变形的一个重要因素，故重新判定该种土体膨胀性对高速铁路无砟轨道设计和施工具有重要意义。为此，选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标，通过兰新高速铁路上拱地段大量钻孔实测资料，提出了泥岩膨胀等级分级标准，采用改进层次分析法、基尼系数法和直觉模糊理论确定了判别指标组合权重，基于逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了泥岩膨胀性直觉模糊综合评价模型。结果表明：直觉模糊综合评价模型将泥岩膨胀性进行了定量化，克服了同一试样不同指标属于不同等级判别缺陷；室内膨胀量试验验证了膨胀等级分级标准和直觉模糊综合评价模型对兰新高铁地基泥岩适用性和准确性。研究成果对地基红层泥岩高速铁路路基长期持续上拱变形风险评估和工程控制措施提供技术支撑。  相似文献   

高分六号遥感卫星新增波段下的树种分类精度分析     

张沁雨  李哲  夏朝宗  陈健  彭道黎 《地球信息科学学报》2019,21(10):1619-1628

高分六号卫星具有覆盖广、多种分辨率、波段多的优势,能为遥感解译提供更丰富的信息。为探究高分六号卫星新增波段在森林树种识别上的应用,本文以覆盖根河市阿龙山林业局的一期高分六号宽幅影像为数据源,基于特征优化空间算法（Feature Space Optimization,FSO）和最大似然分类法,分别利用高分六号的前4个波段和所有波段（8波段）的光谱、纹理等特征进行了森林树种分类,并逐一添加新增波段特征确定了各波段的贡献率排名。结果表明：在加入了优选出的均匀性纹理、均值纹理和角二阶矩纹理3种纹理特征后,前4波段和8波段的分类精度比只基于光谱特征时的精度分别高出13.23%和24.63%;利用8波段信息比只利用前4波段在基于光谱特征上的精度高11.88%,在基于光谱+纹理特征上则高23.24%;基于8波段光谱+纹理特征的树种分类精度最高,达到68.74%,新增4波段的贡献率排名为B6>B5>B8>B7,说明新增红边波段对于本次树种分类试验的贡献率最高,能为北方树种识别提供有效帮助。  相似文献