向量距离中角度信息对时空Kriging的影响

时空Kriging算法的核心,是将变差函数的概念扩展到时空域,变差函数的构建过程基础是计算时间切片和空间切片的向量距离。该文讨论了向量距离对构建时空变差函数的影响,提出了空间距离加角度差异的向量距离模型。以地磁场观测数据作为对象,分别用L1范数、L2范数和新距离模型对数据进行分析,比较3种距离定义下的时空Kriging插值性能。结果表明:加入了角度信息的向量距离,能够更有效地表征数据,提高时空Kriging的插值精度。     

基于Kriging方法的天然地基承载力三维模拟及分析

简要介绍了Kriging方法的基本原理及变异函数的模拟, 并从三维结构模型的体元离散、实验数据搜集与探究、空间变异结构分析以及插值方法应用等方面详细阐述承载力三维实体建模的基本思路。提出以三维地质实体建模技术同Kriging方法相结合的策略分析并模拟天然地基土承载力的空间分布规律, 并以三维可视化技术对其进行刻画和表达。以北京某区域为例, 利用该区887个实验样品数据, 采用Kriging插值与三维实体模型结合的方法, 构建了研究区承载力三维实体模型, 并将模拟结果与传统二维Kriging方法建模结果进行了对比分析。结果表明, Kriging插值与三维实体模型结合的方法不但精度高, 而且直观、准确的三维可视化表现方式为专家的决策提供了便利。     

时空CoKriging的变异函数建模

在对地观测中,所研究的地学变量不仅具有时间、空间特征,还受其他变量的影响,采用多元时空相关数据,可以提高时空估值的精度.时空CoKriging是多元时空插值中一种常用的方法,建立时空变异函数和协变异函数是时空CoKriging插值的关键一步.以东北三省为试验区,利用该地区气象站观测数据的月平均空气相对湿度为主变量,引入同时间同位置的月平均空气温度作为协变量,对空气相对湿度和空气温度进行时空变异函数和时空协变异函数建模.实验结果表明,采用和度量时空模型的时空变异函数的随机性空间结构建模的实际拟合效果较好.     

空间线性组合模拟模型及其实证

空间分布的模拟精度与采用的模型密切相关.针对具有空间自相关时空数据的空间分布模拟问题,将时空数据看成为时间序列数据与横截面数据的组合,分别建立横截面数据一阶空间自回归[SAR(1)]模拟模型和克立格(Kriging)方法模拟模型,时间序列数据的遗传神经网络(GABP)模拟模型,在这些模型研究的基础上建立空间线性组合模拟(SLCS)模型.应用这些模型对2002年福建部分县市人均GDP水平空间变异进行实证模拟研究,结果表明空间线性组合模型模拟效果较好.     

利用改进最小二乘法优化的Kriging综合模型

为解决地形起伏较大区域GPS高程拟合技术中模型单一、精度不高的问题,采用理论分析与实验验证的方法,将移动曲面法与Kriging法相结合组成综合模型,分析变异函数的影响因素,研究了利用改进最小二乘法确定变异函数的Kriging综合模型.研究结果表明:改进最小二乘方法拟合得到的变异函数曲线可靠性高,更符合实测数据规律,基于改进最小二乘法的综合模型能够获得高精度的高程拟合值.     

基于遗传算法的Kriging空间分析及其应用

半变异函数是Kriging空间分析法中的重要数学模型，在得到实际变异函数图的基础上用遗传算法来估计半变异函数中的参数比用传统的线形回归方法更精确更自动化。介绍了用遗传算法拟合Kriging空间分析法中变异函数的模型的方法，并以分析某区域煤层厚度分布情况为例介绍了该方法的应用。     

黄河三角洲土壤表观电导率空间变异稳健性分析

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,结合电磁感应仪EM38移动测定系统的田间测量,对表征该地区土壤盐分的土壤表观电导率进行了空间变异特征分析,研究了变异函数随样点数量变化的稳健性,并探讨了Kriging插值精度与样点数量之间的关系.结果表明,土壤表观电导率的变异函数表现出多层次叠加的尺度效应,其变异函数较好地符合球状套合模型,短程变异是构成空间异质性的最主要部分.变异函数对样点比例的减少总体不敏感,当样点比例低于lO%,变异函数开始发生形变.Kriging插值精度与空间相似性均随样点比例降低呈下降趋势,当样点比例在20%-80%时,Kriging插值精度对样点比例的降低不敏感;在保证得到稳健的变异函数图的前提下,样点比例降至30%,基本不会损失Kriging插值得到的空间分布信息.     

时空Kriging在局域地磁场分析中的应用

地磁场在空间上和时间上具有连续性和相关性,考察时间特性对于地磁场分析精度的影响,是本文的目的。本文以宁夏周围局域地磁场秒数据为研究对象,应用时空Kriging函数进行插值计算,采用Product-Sun模型结合时间和空间信息,使得插值精度大幅度提高。用空间域方法的最近邻、V4样条插值和Kriging方法进行对比的结果表明,由于充分利用了时间域信息,时空Kriging精度更高。本文还分析了其高精度的原因,并对时空插值过程中数据库容量的选择进行讨论。     

基于Kriging时空统一模型的隧道动态施工位移预测

将经典的Kriging空间插值进行时空扩展,应用时空变异函数建立隧道围岩位移预测模型;分析参数与变形的之间的关系,给出时空插值的计算程序和方法。在此基础上采用时空统一Kriging插值预测模型和DGM(1,1)灰色预测模型预测隧道施工过程中掌子面前方一定范围内任意时刻的拱顶沉降。以湖南省娄底市笋安山隧道为试验对象,对比分析以上2个预测模型的位移预测值与实测值,并分别对位移预测值和实测值进行交叉验证。研究结果表明:相对于DGM(1,1)灰色预测模型,时空统一Kriging模型预测精度更高,能更准确地预测拱顶下沉位移的发展变化趋势,在实际隧道工程的围岩位移预测中是有效的、可行的。     

复杂钼铜矿化空间的三维地质模拟与分析

以内蒙古某钼铜矿为研究对象,采用几何建模法构建了成矿相关地质体的三维形态模型,通过变异函数分析研究了矿化元素的空间变异性,在此基础上应用Kriging插值和空间分析方法构建和解析了成矿元素的三维品位分布模型.模拟结果表明钼和铜品位数据具有相似的空间变异模式,但铜矿化的均匀程度和空间相关性都高于钼矿化.钼铜矿化具有丛聚性...     

面向大范围降水空间插值的普通克里金模型开发与实例分析

基于Matlab平台,开发了面向大范围降水空间插值的普通克里金模型—Matlab based ordinary Kriging(MatOK).与已有模型相比,MatOK的主要特点是:(1)在降水空间变异函数计算环节,采用SCE-UA算法拟合理论变异函数;(2)在OK方程组估值环节,引入降水空间发生概率的计算,完善了日等短时间尺度降水空间估值方法;(3)通过对OK方程组的标准化处理,有效提高了模型数值计算的稳定性.同时,将MatOK初步应用于集水面积为83374km2的赣江流域年、月、日降水空间插值中,并重点讨论了MatOK的计算稳定性和计算效率,结果初步说明了采用MatOK进行大范围区域降水空间插值是可行的.     

基于插值组合核的LS-SVR板形预测方法

基于RBF核的LS-SVR模型,采用实验变差函数计算插值算法权值,对权系数与各训练样本内积值相乘所反映样本空间结构和相互间关联度的插值核函数进行构造,提出了一种通过Kriging空间散乱插值方法利用样本数据构造出的插值核函数与RBF核函数进行组合而成的核方法。结果表明,该方法使LS-SVR板形预测有更好的性能,在提升预测算法泛化能力的同时,实现了对板形的精准回归预测。     

挖掘机器人图像匹配算法研究

对当前应用于挖掘机器人视觉系统上的图像匹配算法进行分析,提出了SIFT图像匹配算法.对SIFT特征描述子进行改进,即通过非线性映射函数将原有的SIFT特征描述子映射到更高维的特征空间F上去,然后在空间F上对其数据进行降维处理.实验表明:改进后的SIFT图像匹配算法缩短了图像匹配时间,获得了更高的匹配精度;将该算法应用于挖掘机器人目标识别与定位中,其通用性与鲁棒性更强,能够满足挖掘机器人视觉系统精确性与实时性的要求.     

软组织形变模型的自适应网格细分算法

软组织形变效果的真实性和实时性是评价虚拟手术训练系统优劣的2个重要因素.软组织的三角网格模型作为形变算法的基础,直接影响着形变的整体效果.为提高软组织形变仿真的真实性和实时性,提出了软组织三角网格自适应细分算法,可以针对模型指定区域进行细分处理,避免了为提高形变真实性而无选择性地加密所有三角网模型的弊端,大大减少形变计算的数据量,进而提高形变仿真的速度.同时为达到更好的形变效果,对模型表面进行平滑处理,消除"棱角"现象.仿真实验表明,本文的算法不仅大大提高了软组织形变仿真的速度,而且对形变效果也有很好的提升.     

基于地图匹配的时空轨迹匿名算法

当前的时空轨迹匿名算法忽略了空间相关性对轨迹隐匿的重要影响.为此,提出一种基于地图匹配的时空轨迹匿名算法,利用真实路网数据构造假轨迹的候选匹配集,通过设置时间和空间匿名函数,利用启发式广度优先搜索算法搜索目标匹配轨迹点,满足时空匿名性和空间相关性的隐私安全条件,以增强隐私保护力度.在Android平台上设计实现基于地图匹配的时空轨迹匿名工具,利用真实路网数据完成实验,验证了该算法的有效性.     

基于时空相关性的传感器网络数据压缩算法

针对当前传感器网络数据压缩算法存在压缩比率低、 数据变形严重等缺陷, 为提高传感器网络数据传输的实时性, 提出一种基于时空相关性的传感器网络数据压缩算法. 首先采集传感器网络原始数据, 采用空间变换技术从空间上分析传感器网络数据之间的相关性, 进行去噪处理, 减少噪声所占的空间资源; 然后根据传感器网络数据的时间相关性, 引入压缩感知算法对空间系数进行压缩处理, 减少传感器网络数据冗余; 最后通过仿真实验分析传感器网络数据压缩算法的性能. 仿真实验结果表明, 相对于其他传感器网络数据压缩算法, 该算法可在不损失传感器网络数据信息的条件下, 提高传感器网络数据压缩比率, 同时获得更快的传感器网络数据压缩速度, 减少传感器网络通信压力.     

河北平原地下水水位的时空变异

在地理信息系统(GIS)支持下,运用地统计学方法研究了河北省近15年来地下水水位的时空变异规律,利用克里金(Kriging)法绘制了两个时段地下水水位空间分布图并进行了具体比较分析.结果表明:运用地统计学的半变异函数方法很好地模拟了不同时期河北省地下水水位的空间结构和变异特征,得出地下水水位的变化在中尺度上具有一定的空间自相关,1986~1990年时段地下水水位具有明显的方向变异性,而1996~2000年的方向变异性不明显.Kriging插值表明,河北省地下水水位具有空间分布整体趋势,从东向西、从滨海平原到山麓平原地下水水位逐渐增高,西部和中部平原地下水埋深较大,地下水水位变化较大,而滨海平原...     

一种建模社交化点过程序列预测算法

根据序列数据预测下次事件类型和时间是一个值得研究的课题.目前点过程强度函数算法仅从时间维度考虑背景知识和历史影响两个方面,没有从空间维度加入社交关系的影响.针对该问题,提出基于时空深度网络的社交化点过程的序列预测算法(SPSP算法).该模型首先运用双LSTM(long short-term memory)分别建模强度函数的背景知识和历史影响;然后经过联合层将双LSTM输出合并,生成事件类型和时间向量表征;最后在空间维度上加入社交关系网络影响,优化强度函数.通过深度时空社交网络的多次训练,得到最优网络模型.在新浪微博数据集上的实验验证算法的有效性,证明社交化点过程序列预测算法可高效准确预测出事件类型与时间.     

基于改进YOLOX的变电站设备缺陷检测方法

为减轻电力工作人员的巡检负担,实现变电站智能巡检,对变电站设备缺陷检测算法进行了研究。首先,利用数据增强方法对有限的初始数据集进行扩充,利用多种图像处理方法增加数据集的复杂度,生成考虑复杂光照环境的数据集;然后,采用自适应空间特征融合(ASFF:Adaptively Spatial Feature Fusion)的方法缓解特征金字塔中不同尺度特征的不一致性问题,并引入Focal损失函数作为置信度损失函数以缓解正负样本不平衡的问题,利用改进的YOLOX-s(You Only Look Once X-s)网络模型设计了变电站缺陷检测算法;最后,将改进的YOLOX-s网络模型与其他深度学习算法的检测效果进行对比,实验结果表明,改进的YOLOX-s网络模型的综合检测效果较好,准确性和实时性均可以满足变电站设备缺陷检测任务。     

三维变异函数的计算和拟合

介绍了一种实用的空间任意方向三维变异函数的计算方法以及空间各向异性几何套合算法，给出了一种以加松最小二乘法为基础的半自动实验变异函数曲线拟合方法