基于柯西变异动态粒子群优化的克里金插值算法

针对克里金插值算法中变差函数拟合曲线误差过大、插值精度低等问题.通过基于线性动态变化因子结合柯西变异粒子群算法对变差函数的拟合模型参数进行最优化估计,同时在适应度函数中引入克里金地理权重来增强变量的空间相关性,最后与基于约束粒子群算法的克里金插值进行比较实验.仿真实验结果表明:改进算法使基台值误差减少近75％,获得的变...     

利用遗传算法拟合实验变差函数

理论变差函数模型的获取是地质统计学中的基础性工作,它是描述储层非均质性、进行储层随机模拟必不可缺的关键环节。针对现有的拟合实验变差函数方法:人工拟合法、非线性回归最小二乘法、加权多项式拟合法等的不足之处,充分利用遗传算法在求解非线性优化问题时具有的全局寻优的特点,提出实验变差函数的遗传算法拟合方法;在常规遗传算法中引入了模拟退火算法,加速了遗传算法的收敛速度。以川中某气藏的孔隙度变差函数为例进行了计算,结果表明:利用遗传算法可以简单、快速地实现实验变差函数的参数估计。     

基于改进的量子粒子群算法的变差函数拟合方法及应用

针对传统变差函数拟合方法的不足,采用改进算法对变差函数进行拟合,进而用于储层非均质性预测。利用柯西变异能快速跳出局部极小值的优点,采用线性变化的收缩扩张因子对量子粒子群算法进行改进,将改进的算法应用于变差函数球状模型的拟合,最后利用该方法对某储层平面非均质性进行分析。实验结果表明,改进算法实现了参数的自动拟合,拟合的变差函数较传统的加权最小二乘拟合方法具有更高的精度,较好地反映了不同方向上储层平面非均质性的差异。基于改进量子粒子群算法拟合的变差函数可以应用于储层平面非均质性的预测。     

基于协同克里格插值法的年均温空间插值的参数选择研究

为了确定可能的参数设定对协同克里格插值结果的影响,本文以福建省66个气象站点的2007年平均气温为例,在ArcGIS软件地统计模块的支持下,采用交叉检验方法对插值过程中半变异函数的最优理论模型、最佳分割距离、基台和块金以及空间数据变异方向性等参数和模型的选择进行了影响分析.结果表明,考虑高程影响因素的协同克里格（Cokriging）插值结果可以较真实的模拟气象的空间分布特征,而在插值时选用什么样的模型和参数对插值结果影响较大,为此,应综合数据和研究区的特征,对相关模型和参数进行合理的选择,进而获得最小的拟合误差和最优的插值结果.     

基于GIS的毕节烟地土壤厚度空间插值方法比较研究

基于地理信息系统软件ArcMap的统计分析模块,分别采用反距离权重法、样条函数法和普通克里格法,对毕节市492个烟地样本点进行空间插值,并利用交叉验证方法对插值精度进行评估。结果表明:普通克里格法对耕深、犁底层、可耕层均具有最好的插值精度。对于耕深和可耕层,样条函数法的插值精度优于反距离权重法;而对于犁底层,反距离权重法的插值精度优于样条函数法。普通克里格法插值结果表明:赫章县、威宁县烟地各项土壤厚度均较大;七星关区、大方县、黔西县和大方县交界处各项土壤厚度均较小。     

三维地震资料储层参数建模方法研究--分形协同克里格法

首先分析了协同克里格方法存在的优点和存在"平滑效应"的缺陷,进而提出了采用分形技术和协同克里格技术结合的方法加以克服的研究思路.其次,阐述了如何在构造变差函数时将分形技术与协同克里格技术相结合,给出了较详细的算法和实现方案.最后,将分形协同克里格法用于渤海油田某区块实际资料试算并同传统方法进行试算的结果比较,表明改进算法在储层参数预测上有较明显的效果.     

基于空间插值方法的路面结构设计湿度指标精度研究

目的选取最优的空间插值方法求取年降水量,为沥青路面结构组合设计提供湿度参数,进而达到依据区域湿度特点规范设计道路结构参数的目的.方法采用4种半变异函数模型的普通克里格法等3种常见的空间插值方法对辽宁省年降水量空间要素进行插值研究,采用交叉验证法评价各方法的插值效果.结果就辽宁省年降水量而言,4种半变异函数模型中的环形模型精度最高.利用CM半变异模型的普通克里格法和其他两种插值方法计算所得平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差具有一致性,其中OK法精度最高.结论选取CM半变异模型的OK法求取年降水量可满足计算要求,进而为道路结构设计的湿度参数选取提供参考.     

克里格法对隧道围岩稳定性分析

隧道围岩稳定性一直是隧道施工控制的重点,采用克里格算法对隧道衬砌结构稳定性计算进行了研究。根据不同的变异函数对随机变量特征进行表达,结合二次正交组合法,建立了隧道衬砌结构功能函数的插值算法,避免了隐式函数无法直接求解的问题;对隧道力学参数的取值,提出了基于超前地质预报中的地震波法获取方法,克服了隧道力学参数取值的模糊性。采用克里格法与采用传统蒙特卡洛方法的对比结果表明:迭代次数减少,失效概率的绝对误差仅为0.0152%,相对误差为4.26%。证明了该方法的合理性。     

空间变异函数的数学模型及参数反演

空间变异函数在克里格估计中占有重要地位.基于椭圆分布函数可导出两类空间变异函数的数学模型.一类是只考虑变程各项异性的模型,称之为AE模型;一类是只考虑拱高各项异性的模型,称之为CE模型.传统的方法需要先进行空间变异函数的拟合,然后进行克里格估计.交叉检验方差是评价估计精度的一项重要指标.根据克里格方程组的重要性质,克里格估值仅与标准变异函数有关,对标准变异函数进行线性变换得到新的变异函数不会改变克里格估值和交叉检验方差.因此,用拟合方法获得的最优变异函数进行交叉检验,通常并不能有效地降低交叉检验方差.如果直接以交叉检验方差为目标函数进行参数反演,则可以有效地解决这个问题.变异函数数学模型一般含有5个参数,其中2个是线性变换作用.进行交叉检验时只需研究标准变异函数的3个参数,从而可以降低参数反演的复杂度.研究表明:较之AE类模型CE类模型具有更强的适应性,通常可获得更小的交叉检验方差;鉴于评价面非常复杂,将遗传算法(GA)应用于参数反演是可行和有效的.滦河流域降水量空间插值实例表明,交叉检验均方差降幅分别为11.7%和29.8%.     

降雨空间插值方法及在清江流域的应用

将普通克里格法、协同克里格法和反距离加权法3种空间插值方法应用于清江流域的降雨空间插值,比较了它们的应用效果,并分析了它们插值效果不同的原因.其中协同克里格法在应用时考虑了海拔高度对降雨量插值结果的影响.结果表明,两种克里格方法的插值结果的误差要远远小于反距离加权法,并且插值所得到的等雨量线更光滑.对于两种克里格方法,协同克里格法要优于普通克里格法,前者比后者的MAE值要小10%.反距离加权法明显不如两种克里格法的原因是该方法不能准确反映相邻站点的空间依赖关系.而协同克里格法优于普通克里格法是因为协同克里格插值法考虑到了地形对降雨量的影响,因而更适用于清江流域这样的山地流域.     

应用模拟退火方法优化油藏分布参数的变差函数模型

分析了油藏分布参数具有直接可利用的信息点少、信息点分布不规则,可间接利用的资料多的特点,在应用传统的变差函数模型拟合方法时存在的不足,提出了改进拟合变差函数模型的两种方法;基于直接应用信息控制点建立目标函数和增加油藏多种信息及油藏控制模型约束条件建立目标函数优化变差函数模型的模拟退火方法.以实际的例子证明直接使用信息点约束建立目标函数优化变差函数模型的可行性.     

三维变异函数的稳健统计学计算方法及其应用

在应用地质统计学进行矿床建模工作中，变异函数的计算和拟合占有非常重要的地位，其结果的好坏将直接影响建模效果．针对传统变异函数计算及拟合方法的缺陷，运用稳健统计学理论，讨论了三维情况下实验变异函数的计算以及拟合方法．矿床建模实践表明，采取上述技术取得了良好的效果．     

储层建模中变差函数参数的设置

变差函数模型选择以及参数设置是影响储层建模精度的重要因素.论文主要阐述了拟合实验变差函数过程中合理确定参数的方法,提出了实验变差函数求取的一般流程.最后以一个实际油田例子运用文中介绍的方法求取了变差函数.结果表明,用该方法容易得到稳健、准确的实验变差函数.     

基于图像变差函数的多尺度边缘检测

文章基于变差函数的变程提出一种滤波尺度参数的确定方法。由于变差函数能反映图像数据的随机性和结构性特征,因而对图像边缘具有识别能力。文中算法根据变差函数的这种性质自适应调整多尺度边缘检测的尺度参数。实验结果表明它能很好地消除噪声而又将图像的细节检测出来。     

基于改进克里金插值的室内定位位置指纹库构建方法

当今社会对基于位置服务尤其是室内位置服务的需求日益迫切.位置指纹法利用室内无线信号强度来进行定位,具有方便快捷、低成本等优势,但构建一个细粒度的位置指纹库需要耗费大量的人力和时间.为提高位置指纹库的构建效率,提出一种基于改进克里金插值的位置指纹库构建方法.通过部分测量数据结合克里金插值法进行插值,并利用模拟退火算法提高理论变异函数拟合精度,进而估计出未测量点处的信号强度,提高插值精度和指纹库的构建效率.实验表明:相比反距离加权插值和传统克里金插值,该方法不但具有较高插值和定位精度,而且可将指纹数据人工采集工作量降低50％.     

钨矿床三维建模和储量可视化计算

利用国际矿山软件Surpac对新田岭钨矿建立地质数据库、三维实体模型和块体模型,实现地表、断层、地层和矿体的地下三维可视化。根据地质统计学原理对钻孔样品数据进行组合分析,通过对三维变异函数的计算和拟合,构造出一个变异函数模型,对全部有效结构信息做出定量概括。分别采用普通克立格法和距离反比法对矿体金属元素品位进行了估值和储量统计,并将计算结果与矿山通过实际勘探运用的块体法储量计算的结果进行了对比分析。实践表明,三维建模可视化可以完整准确地表达出矿山地表、地下地质构造的空间位置关系以及相关矿岩信息,同时为矿床开采以及生产动态管理提供有效基础。所建模型和品位推估、储量计算结果可靠,可用于辅助矿山进行资源评估,这不仅促进了传统采矿手段的发展,也将对中国矿山企业的数字化进程起到巨大的推动作用。     

一种稳健变差函数计算方法

稳健变差函数是克里金进行有效预测的根本保证,而现有的计算方法存在以下几个问题: 稳健性差、算法复杂、普适性差.为此,提出了一种以中值滤波方法为基础,兼顾邻域间相关性的高稳健、简单的变差函数计算方法.对新方法和现有方法的稳健性进行了分析和对比.最后,使用存在特异值的数据对所提出的方法进行了检验.结果表明,新方法不但具有高稳健性,还具有普适性强且实现简单的优点.     

An efficient non-iterative algorithm to estimate the apparent diffusion coefficient of water molecules in the magnetic resonance diffusion imaging experiments

Many studies have shown that the magnetic resonance signal decay with an extend range of diffusion weighting(b-factor)is a bi-exponential attenuation in the diffusion-weighted magnetic resonance imaging experiments in vivo.Based on this feature and the two-compartmental model,we propose a twice-linear-fitting(TLF)algorithm to estimate the apparent diffusion coefficient(ADC)of the water molecules instead of the commonly used iterative Levenberg–Marquardt(LM)method.The TLF algorithm consists of two liner fitting steps to estimate the fast and the slow apparent diffusion coefficients and their sizes,respectively.It is unnecessary to guess the initial values in the whole fitting process.The time consumption of the TLF algorithm is much less than that of the iterative LM method.Moreover,the TLF algorithm may avoid the extraneous solutions,which often deteriorates the results of the LM method.Compared with the iterative fitting method,the TLF algorithm is a reliable and timeefficient approach to estimate the ADC of water molecules in vivo in magnetic resonance diffusion-weighted imaging experiments.     

超大构件机加工中徐变补偿的定位拟合法

通过在机加工生产线外测量特征点的方法得到混凝土超大构件的毛坯模型,采用龄期调整有效模量法计算超大构件的混凝土徐变,在最小二乘定位拟合算法基础上设计徐变补偿定位拟合算法,以得到机加工时的精确毛坯模型.机加工时只需再次测量少量特征点,并利用徐变补偿算法得到的构件毛坯模型进行匹配,即可求得机加工模型.对某预应力混凝土轨道梁机加工的研究结果表明,徐变补偿的定位拟合法的拟合精度与在机加工生产线内再次测量所有特征点所得的拟合精度非常接近.