工程土方计量空间插值方法对比分析研究

为了更加准确地通过有限的地面测量点数据进行工程土方量计算,本文以新左旗光伏发电厂平整地项目为例,采用反距离加权插值法、样条插值法、克里金插值法、自然邻域插值法等不同的DEM模型内插方法计算工程土方量,通过对计算结果精度的对比分析,发现运用克里金插值法在不同地形条件下生成的数字高程模型在土方计量方面的计算精度较高。     

基于Pair Copula函数的空间预测模型及其应用

对于空间数据的插值预测,大多采用传统的空间插值方法如反距离加权插值法和克里金插值法,这2种方法在边缘分布或存在异常值的情况下会导致预测精度相对较低;采用基于Copula理论的方法克服了这一问题。通过Pair-Copula函数描述了空间相依结构并利用MCMC方法(贝叶斯估计法)估计参数,讨论基于空间数据对未观测位置相关数据进行了空间插值预测;结合重庆市雾霾数据对该方法与反距离加权插值法、普通克里金和泛克里金插值法进行比较,结果发现基于Pair-Copula函数的空间预测模型具有更高的精度。     

栅格型水文模型及其应用

选取汉江上游汉中水文站以上集水面积为研究区域,基于栅格型数字高程数据,利用数字高程流域水系模型,生成栅格水流流向,构建数字流域水系及空间拓扑关系;然后将逐步插值法处理后的栅格型降雨数据作为研究区内每一栅格单元上的雨量输入,并在各栅格上应用新安江降雨径流模型进行产流计算;再运用考虑区间侧向入流的Muskingum-Cunge法在栅格水系上进行“先合后演”的洪水演算,从而获得汉中站的流量过程．结果表明,栅格型水文模型不仅能演算出流域出口断面处的流量过程,还能方便地计算流域内各支流任一栅格点上的流量过程．     

新疆天山山区降水量插值方法比较

雨量站网通常采用插值法获取降水空间分布信息,但在气象站点分布不均,海拔落差大的复杂山区,普通插值法插值结果精度较低.针对复杂山区,应在普通插值方法的基础上加入高程等地形因素.以我国新疆天山山区及周边44个气象站点57年(1958～2015)的平均年降水量和平均季度降水数据为基础,采用克里金插值法、样条函数插值法、反距离权重插值法、考虑高程的反距离权重插值法以及考虑高程的协同克里金插值法5种方法进行空间降水插值,选用36个为插值站点,8个为检验站点,通过相对误差和均方根预测误差为指标对插值结果进行检验,研究不同插值方法对天山山区降水插值结果精度影响.结果表明:采用混合插值的考虑高程的反距离权重法与考虑地形因素的协同克里金法的插值结果与实际情况较为一致.     

基于支持向量机改进的克里金插值法—以汾渭平原PM2.5数据为例

克里金插值法根据待测点与已知点的空间位置关系以及研究区域内变量的空间相关性为已知点赋予不同权重，再通过加权求和的方式得到待测点的估计值，为待测点提供最佳的线性无偏估计。变异函数描述了区域化变量的空间变化信息，常用的理论变异函数包括球状模型、指数模型和高斯模型，然而以上模型形式较为固定且选择较为主观，可能无法准确反映数据波动趋势。基于此，提出引入支持向量机作为新的变异函数对克里金方法进行改进。使用汾渭平原PM2.5浓度数据对改进前后的克里金插值法进行效果对比，结果发现：①支持向量机能够拟合出变异函数的变化趋势，②改进后的克里金插值精度优于改进前的克里金插值精度，因此支持向量机改进的克里金插值法是一种可选的克里金方法。     

露天矿开采中土石方工程量测量方法研究

为提高露天矿开采中土石方量测量及计算精度,给甲乙双方土方工程款的结算提供依据。文中采用南方cass9.0软件中的DTM法、方格网法和断面法,根据露天矿开采中土方量实测数据,使用3种方法分别计算土石方工程量,并分析其测量精度和适用范围。结果表明:DTM法计算土方量在不规则地形条件下的露天矿开采中较为适用,方格网法比较适合规则且平整的场地,断面法适用于开挖边界平行于纵断面线的道路。该结论可为露天矿开采中土方工程量计算提供参考。     

土地整治中土方量测量及计算方法比较研究

本文首先分析了土地整治项目中土方量测量特点,对土方量计算的断面法、网格法、散点法、等高线法和抛物线法等进行归纳对比．总结了这些方法在土地整治项目区平整土方量计算中存在的问题,并提出了基于Cass的方格网法和DTM法,能大大提高工作效率。     

基于网格划分的空间关联区域VOCs浓度预测研究

为了提高VOCs浓度预测的准确性,实现污染物的精细化定位管理及提高环境治理效率,首先运用点云网格算法对研究区域进行划分,由克里金插值法预估出未设置监测点的网格数据,收集网格监测数据和预估数据。然后建立基于随机森林算法的VOCs预测模型,采用Bootstrap法选取训练样本子集,通过构建样本子集的决策树,得到VOCs污染物浓度预测结果,并对模型性能进行评价。结果表明:基于空间关联性和污染物特征的随机森林模型预测更加精准,将其与BP神经网络预测模型进行比较,二者的样本训练及预测的平均误差分别为3.15%和13.36%,随机森林模型的平均误差更小,模型效率更高。因此以网格划分为前提,将克里金插值法与随机森林回归模型相结合的VOCs预测方法,能为区域污染物治理和预警提供依据。     

海西地区露天矿区应用Cass 9.0软件计算土方量方法比选

为能够快速准确选用正确的方法计算海西地区露天煤矿矿坑挖填土方量,文中通过对该区内多个矿坑多期次数据分别应用DTM法、方格网法、断面法进行计算,发现同一数据不同计算方法其结果有很大差异。对从矿区内各矿的生产部获得的真值数据,将其与3种计算方法的结果进行对比研究,结果显示采用DTM法计算该区矿坑土方量较其他方法更准确。通过数据对比发现该区由于地形地貌等因素影响,应用DTM法计算区内矿坑挖填土方量更适合。     

地质体的三维形态分析方法与应用

针对隐伏矿体立体定量预测中复杂形态地质体的空间分析问题,利用数学形态学和欧氏距离变换理论,提出基于三维栅格模型的地质体三维形态定量分析的方法.利用开闭滤波或闭开滤波的数学形态学变换,构建地质体表面形态趋势的提取算法;将形态滤波、欧氏距离变换、全局集合运算结合起来,建立地质体形态起伏定量分析及分级提取模型;采用基于欧氏距离场的计算模型,提出地质体表面与趋势面夹角的提取方法.在建立地质体三维栅格模型的基础上,将地质体三维形态定量分析方法应用于安徽铜陵凤凰山矿田的新屋里岩体分析,实现地质控矿因素指标的定量提取.研究结果表明:采用该方法对地质体进行形态分析,可计算出地质体的各种形态参数,并提取出地质控矿因素量化指标,能有效地应用于隐伏矿体立体定量预测.     

地层破裂压力三维计算与显示方法

精确的预测地层破裂压力不仅是钻井工程设计的基础,更是后期油气田经济高效开发的保障。提出一种地层破裂压力的三维计算与显示方法,在有限的勘探资料和已钻井资料前提下,确定使用更适应于工程实际的侧压力系数法计算单点的地层破裂压力,运用克里金插值方法将反演密度数据和反演层速度数据相结合,计算每一道的地层破裂压力,最终再次运用克里金插值技术得出三维破裂压力体,并且设计出了地层破裂压力显示软件,直观反映出三维地层破裂压力分布。以新疆玛湖凹陷的玛西勘探区域为例,根据编制的相应计算程序,得到了该区域的三维破裂压力空间分布特征,并进行三维显示。然后提取该区域上单井的破裂压力计算结果与实测值进行对比,此方法符合工程需求。     

距离加权反比插值法和克里金插值法的比较

首先给出了距离加权反比插值法和克里金插值法的原理，然后对这两种方法在理论和实际应用上进行了比较，其结论是克里金插值法的效果优于距离加权反比插值法的效果。     

断面一体化系统在山区高速公路测量中的应用

根据道路设计信息,推导出线路坐标系下任意中桩点的坐标计算公式和横断面方位角,由计算得到的横断面方向指导野外GPS断面测量.在测量过程中引入Windows CE技术,采用嵌入式编程对GPS采集的数据实时进行处理,重点对GPS数据通讯模块、GPS数据实时显示模块、横断面碎步测量模块进行了设计和研究.解决了山区高速公路断面测量自由设站的难题,实现了断面图形实时动态显示、内外业处理一体化的功能.该系统用于沪蓉西高速路的测量,结果表明:采用RTK(real-time kinematic)技术的内外业一体化系统能够实现山区高速路外业测量和内业处理的一体化.     

融合空间和统计特征的CNN-GRU臭氧浓度预测模型研究

近年来，空气污染问题备受关注，近地面臭氧逐渐成为我国部分城市的首要污染物，因此对臭氧浓度的精准预测尤为重要.为了进一步提高臭氧浓度预测的精度，提出一种融合空间特征和统计特征的卷积神经网络和门控循环单元（Convolutional Neural Networks and Gate Recurrent Unit,CNN-GRU）臭氧浓度组合预测模型.首先，通过对时空因素以及其他大气污染物与臭氧浓度进行相关性分析，利用基于统计域的方法和克里金插值法对臭氧浓度时序数据进行预处理来提取臭氧浓度数据的时空特征，采用并联杂交CNN和GRU结构的组合预测模型得到最终的臭氧浓度预测结果 .实验结果表明，CNN-GRU组合预测模型预测未来一小时的臭氧浓度可决系数、均方根误差和均方误差的值分别为0.9598,11.9508和8.2753，未来两小时的臭氧浓度可决系数、均方根误差和均方误差的值分别为0.8985,18.5373和13.0045，优于独立的CNN、长短期记忆（LongShortTermMemory,LSTM）网络、GRU、卷积-长短期记忆网络（Convolutional LSTM Network...     

耦合布料模拟滤波与径向神经网络DEM自动生成研究

DEM插值指利用已知的采样点数据重构整个区域的三维结构.其中DEM插值方法的选取是当前DEM快速生成的研究热点之一.选取具有代表性的地貌数据进行实验.首先,利用布料模拟滤波将SfM与SGM技术生成的密集点云过滤出地面点;其次,利用简单克里金插值算法、自然邻域插值算法、不规则三角网、径向神经网络4种方法重构DEM;最后,将平均绝对误差及均方根误差作为本文的精度评价指标.试验表明,耦合布料模拟滤波算法和径向神经网络的方法相比于传统方法,其平均绝对误差及均方根误差分别提高了0.11 m和0.28 m,适用于低空摄影测量DEM快速生成.     

基于BP神经网络的高分辨率海底地形跨层生成模型

为了满足海底地形的高分辨率需求及解决测量数据的有限性问题,基于多层前馈神经网络（back propagation, BP）和跨层网格生成策略,建立了兼顾海底区域地形整体特征和局部地形信息的海底地形跨层生成模型,实现对海底地形数据生成填充。以南海海底地形为例,通过误差对比、假设检验以及海底地形云图的图像清晰度对本文模型生成数据进行有效性验证。结果显示所建立的模型在保证与原始数据之间误差小和数据特征相同的前提下完成了对地形云图的图像清晰度的提升,并且结果优于传统克里金插值方法。本文分析结果可为地形数据相关研究提供参考。     

黄河下游驼峰河段原型测验技术应用分析

采用作业单位在MAPGIS平台上编绘的《黄河下游1:50000河道地形图》进行方案设计与断面布设,外业数据的采集利用GPSRTK配合全站仪测量的方法,进行全野外地形图测绘和堤防断面测量,然后使用南方CASS软件编辑成图,并结合MAPGIS进行数据套合与对比分析。     

电子手簿在道路断面测量中的应用

在道路断面测量中,利用电子手簿的计算功能与全站仪采集的三维坐标相结合,计算出当前测量点的里程与偏距,获得断面测量数据,实现断面测量。     

应用数字高程模型计算土方量的误差估计

数字高程模型(DEM)是在一定范围内通过规则格网点描述地面高程信息的数据集,用于反映区域地貌的空间部分,它是国家基础地理信息数字成果的主要组成部分.DEM作为地球表面地形的数字描述和模拟已成为空间数据基础设施和“数字地球”的重要组成部分,已成为独立标准的基础产品,并越来越广泛地被用来代替传统地形图中等高线对地形的描述.传统测绘产品的质量评价体系不能保证合理地对DEM产品进行质量评价,文章通过对应用数字高程模型计算土方量的误差分析,对DEM的误差进行了研究并详细推导出误差计算公式,对土方量计算的误差分析具有重要的意义.     

一种基于航片DEM快速绘制等高线的方法研究

运用VirtuoZo、JX-4C等国产测绘软件,探讨了在全数字摄影测量系统中对航片进行自动匹配制作DEM数据、生成等高线的过程和方法,并同采用航片手工测制的等高线、外业数字化采集高程点内插生成的等高线分别进行了对比分析。结果表明：利用该方法自动绘制的等高线与手工测制的等高线和外业数字化采集高程点内插生成的等高线吻合较好,平均高程误差为0.14m,能够满足相应规范〈1/3等高距的要求,且成图速度快。从而证明该方法具有较高的精度和推广应用价值。