简单地质条件下钻孔数据地质建模的插值算法对比研究

以目前常用的克里金插值,反距离加权插值,最小曲率插值和改进谢别德法四种插值方法对陕北某矿区钻孔数据进行空间插值并进行对比验证分析,以相关系数R2,均方根误差ERMS,平均绝对误差EMA作为精度指标,分析对比四种算法在实际应用中的插值效果,证明最小曲率算法是在该地质条件下的最佳插值算法。之后,再次使用该算法在陕西咸阳彬州区某矿进行了验证,也取得了较好的插值精度和稳定性。

考虑地层空间各向异性的地质建模插值算法

针对传统地质建模插值算法精度不足、区域特征表达程度不够,且没有顾及地质空间各向异性等问题,提出了一种顾及地质空间各向异性的三维地质插值方法。在传统IDW插值的基础上,通过构造虚拟钻孔、模拟构建原始地层点集和调整IDW插值椭圆搜索范围参数,最终获得最优搜索参数的自适应性转变;还提出了方向标志点概念,通过膨胀与塌缩实现了搜索区域的二次优化。利用《郑州市城市活动断层探测项目》地质钻孔数据,逐层分析了各算法的区域适应性,实现了三维地质模型的隐式曲面表达,并与常用插值算法进行交叉验证,结果表明:所提方法具有良好的区域自适应性,能够有效表达城市地下空间结构的各向异性特征,在保证插值精度的同时,有效表达了区域内地层的实际延展情况。

基于移去-恢复技术的海洋垂线偏差插值算法

海洋垂线偏差是惯性导航重力补偿不可或缺的基础信息,高精度的海洋垂线偏差插值算法是关键要件。联合海洋垂线偏差的空域分布特征和频域表征属性,基于移去-恢复技术对海洋垂线偏差插值算法进行了分析,以常用的反距离加权算法和Kriging算法为例,利用船载重力信息计算的垂线偏差数据和全球重力场模型EIGEN-6C4设计了仿真试验,结果表明,顾及频谱特性后,反距离加权算法精度能提高70%,Kriging算法精度能提高20%,验证了本文算法的有效性,可为高精度高分辨率的海洋垂线偏差模型构建提供技术支持。

无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术

为实现对矿区沉陷深度的精准测量,完善测绘技术的具体实施方案,针对无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术展开研究;根据DEM测点获取结果,实施分维值测定处理,再以此为基础,确定插值拐点所处区域,实现对无人机DEM测点插值算法应用流程的完善;联合像控点布设原则,定义空中三角区域,并通过推导径向插值基函数的方式,建立矿区沉陷区域的地理模型;在空间坐标系转换条件的基础上,确定矢量数据叠加的处理结果,再结合像片倾角与旋偏角的实际取值,求解测量精度评价指标,完成无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术实施方法的设计;实验结果表明,上述测绘技术方法作用下,沉陷深度测量结果与矿区真实沉陷深度之间的差值不超过1 m,符合精准测量的应用需求,对于测绘实施方案的完善可以起到一定的促进性影响作用。

基于空间插值算法确定离子型稀土矿体的底板

为了确定离子型稀土矿体底板,基于见石勘探孔数据,分别利用反距离权重法、径向基函数插值法、局部多项式法、普通克里金法和经验贝叶斯克里金法5种空间插值算法计算稀土矿体底板。通过随机选取不同数量的检验点进行独立数据集验证,以标准差、平均绝对误差和均方根误差作为评价指标。结果表明:径向基函数插值法的标准差和均方根误差均低于6.1,平均绝对误差低于4.9,插值精度优于其他4种插值方法,能够更准确地确定离子型稀土矿体底板形状。本研究可为离子型稀土矿体的注液、收液工程设计提供有力的技术支持。

一种自适应图像插值算法及加速引擎的协同设计

为提高高清彩色图像超分辨率重建效果,该文提出了一种基于边缘对比度的新型自适应图像插值算法。使用边缘对比度检测和不同尺度的感受野来自适应选择Lanczos插值的系数,自适应性和不同感受野可以进一步提升图像放大质量,图像质量相比于双线性插值平均峰值信噪比(PSNR)提高1.1 dB,结构相似度(SSIM)提高0.025,图像感知相似度(LPIPS)提高0.051,相比于双三次插值平均PSNR提高0.34 dB,SSIM提高0.01,LPIPS提高0.033。同时为减少硬件资源以及提高存储效率协同设计了一种高并行、高能效的加速插值引擎架构,通过两级数据重用和系数脉动机制极大提高计算访存比。加速引擎在16 nm工艺库的综合结果达到2 GHz时钟频率;在Xilinx Zynq Ultra scale+xczu15eg FPGA上工作频率达到200 MHz,帧速度(fps)达到60的实时性能。

基于Lagrange插值算法的空间多维数据校准模型

针对采集设备在获取空间多维数据时往往是离散的,受设备故障、环境等因素的影响,空间多维数据会出现遗漏或异常问题,提出了基于Lagrange插值算法的空间多维数据校准模型。首先,建立星型和雪花型的空间多维数据库结构,明确数据分布特征。然后,预处理初始数据,经过参数初始化操作,实现数据维数一致性划分,提高数据质量。再通过信息熵蚁群聚类、优化合并等过程完成数据分类,将具有相同特征的数据聚集到同一簇中,减少离群点。最后,利用基函数确立Lagrange插值多项式,引入归一化思想,确保数值在一定区间内浮动,避免龙格现象,生成新的插值多项式,多项式计算结果即为校准的数据值。实验结果表明,该方法具有较好的数据预处理能力,能有效减少校准误差。

数字图像最佳插值算法研究

对常用的数字图像插值算法进行了深入的分析,指出双线性内插法和立方卷积法的本质是利用直接邻点的灰度值和(或)邻点间灰度值的变化率对待采样点进行内插,并在此基础上提出了最佳插值算法的公式,最后通过试验提出了最佳插值公式中权值参数的建议值。

浅谈数字音频采样率转换的插值算法

数字音频采样率转换的核心是插值算法,其决定了转换后音质损失的多少。本文介绍了音频A/D转换及采样率标准的基础知识,汇总了一些音频采样率转换的插值算法,并通过编写测试程序对音频数据进行采样率转换,将不同算法的计算耗时及插值结果进行比较后,总结各算法的优缺点及其适用场景。

实现图像缩放功能的Matlab插值算法研究与比较

在Matlab下对图像分别采用最近邻插值、双线性插值、三次插值3种算法进行0.5倍、2倍、5倍缩放,对这3种算法实现的缩放效果和运行时间做出比较.其中三次插值的效果最好,但运行时间较长,最近邻插值运行时间最快,但锯齿现象严重.实际中可根据不同的缩放要求和机器性能选择合适的插值算法.

THREP:面向地球系统模式的插值算法研究平台

插值是地球系统模式中为实现不同分量模式之间数据交换必不可少的一种数值手段。插值算法的研究不仅有利于分量模式自身的发展,更能有利地推进整个地球系统模式。针对地球系统模式中的插值,基于ESMF开发了一个通用的、灵活的、并行的插值算法研究平台THREP(Tsinghua Regridding Platform)。目前,THREP集成了ESMF-Regridding与THU-Remap插值库中的插值算法,用户能快速便捷地在THREP中接入与开发新的插值算法。THREP还提供了验证模块,便于进一步研究和对比插值结果。

气象降水分布图制作中的插值算法研究

针对气象服务中气象要素色斑图制作要求准确而美观的特点,以及现有插值算法不能满足该需求的现状,文章在分析了各类常用插值算法的基础上,借鉴人工天气图的思路提出了一种基于Cressman算法的优化算法,并对优化插值算法的关键技术问题进行了讨论,最后通过实际应用展示了这种算法的应用效果。实际结果表明应用该算法所得制图效果美观,增强了降水分布图的准确性和客观性,满足业务应用的要求与系统建设的需要。

基于双三次插值算法的图像缩放引擎的设计

文章提出了一种基于双三次插值算法的缩放引擎有效的设计方法,并通过FPGA验证表明该设计方法切实可行。首先介绍了双三次插值算法的基本原理,接着提出了缩放引擎的系统结构,并系统地论述了放大单元的实现及高效的滤波器设计。最终,在Virtex2系列FPGA上实现了该图像缩放引擎。结果表明该设计能有效应用于图像的缩放处理,且图像缩放效果明显提高。

插值算法在内燃机瞬时转速测量中的应用研究

提出了采样信号的插值计算公式 ;考虑到测量信号中调制现象的影响 ,提出了插值法在瞬时转速计算中的误差公式 ;并针对 6 - 135 G柴油机最高转速对两点插值和三点插值的精度进行了计算 ;最后用实测数据进行了验证。结果表明这是提高瞬时转速测量精度的一种有效方法 ,在 5 0 k Hz的低采样率下即可得到较平滑的瞬时转速波形。

轨迹规划中的B样条插值算法

研究了B样条插值在轨迹规划中的应用及其与轨迹规划中传统的插值算法相比较所具有的优势 。并用计算机仿真方法实现了一维、二维空间中轨迹规划的B样条插值算法。最后对在将来在多轴控制器的各轴的规划中应用B样条插值算法的若干问题作了初步的探讨。

基于正交与插值算法的精密抛光平台综合误差建模与补偿

为了提高四轴抛光平台的加工精度,本文针对以气浮平台和旋转台为主要运动方式的四轴抛光平台进行了几何与热综合误差建模与补偿研究。采用激光干涉仪、温度传感器等测量仪器分别对平台X、Z轴在不同温度下的定位误差进行重复测量与分析,证实了不同进给速度对定位误差没有显著影响。得到了四轴抛光平台X、Z轴的定位误差与温度之间的变化规律。基于正交多项式和插值算法分别建立了X、Z轴的几何与热综合误差模型。根据综合误差模型计算出预测数据曲线,并分别对X、Z轴的7组实验数据进行了数据拟合,拟合残差绝对值均不超过0.2μm。依据预测数据进行了补偿实验。结果显示,补偿后四轴抛光平台在常温下、温升(60 min)下和稳态下的Z轴定位误差分别降低了93.05%、92.45%、85.71%,X轴定位误差分别降低了89.28%、93.59%、93.33%。实验结果证明本文所提出的综合模型及补偿方法精度高,鲁棒性好。

支持向量机优化的克里金插值算法及其海洋资料对比试验

针对常规克里金插值方法中变异函数为有限确定函数,难以准确刻画实际数据分布(特别是复杂要素资料的空间结构)的不足,基于最小二乘支持向量机从实际资料场中拟合重构变异函数的研究思想,提出了一种改进的插值方法——支持向量机—克里金插值算法(SVM-Kriging)。采用常规的克里金方法和支持向量机—克里金插值方法(SVM-Kriging)进行插值试验和对比分析,结果表明:支持向量机—克里金方法(SVM-Kriging)的变异函数源自实际的数据场,它克服了常规克里金插值对变异函数选择的依赖性以及变异函数选择的主观性和人为性,表现出较好的针对性和客观性,较为有效地改善了插值效果。

基于信息扩散的稀疏数据插值算法

为了解决实际海洋观测资料中存在的零散、稀疏问题,提出了一种基于信息扩散思想的插值方法——正态扩散插值模型。该方法基于模糊映射思想,通过对稀疏数据点的信息进行模糊扩散和插值映射,进而实现有限数据点信息向其邻近区域点的概率插值。运用该算法思想和途径,建立了信息扩散插值正态模型。通过对海温资料的插值试验和对比分析,验证了该方法的合理性和有效性,可为海洋观测资料的客观分析和标准化处理应用提供实用方法和技术参考。

基于迭代和插值算法的二维温度场重建

采用声学传感器和温度传感器相配合得到温度和声学数据,利用迭代和二维插值的原理对离散点进行分析,进而重建二维温度场,数值仿真结果证明该方法是可行的。

基于海情和三次样条插值算法的舰船雷达散射截面优化分析方法

不同风浪等级下的海面会对船舰目标雷达散射截面(RCS)分析产生强烈影响。该文建立了一种船舰模型,利用物理光学法与矩量法的混合算法(PO-MOM)分析了不同海情下的船舰目标远场单站RCS。之后研究了海情对船舰目标RCS测试结果的影响。最后提出了基于3次样条插值(Cubic Spline Interpolation,CSI)算法的优化补偿方法。结果表明,随着海情等级的增加,舰船RCS降低;利用3次样条插值算法进行补偿,其补偿结果的平均值误差小于0.38 d Bsm,最大值误差小于0.05 d Bsm,因此能有效地减少海情对船舰RCS测试结果的影响。