Ray tracing of turning wave in elliptically anisotropic media with an irregular surface

Seismic ray tracing in anisotropic media with irregular surface is crucial for the exploration of the fine crustal structure. Elliptically anisotropic medium is the type of anisotropic media with only four independent elastic parameters. Usually, this medium can be described by only the vertical phase velocity and the horizontal phase velocity for seismic wave propagation. Model parameteri- zation in this study is described by flexible triangular grids, which is beneficial for the description of irregular surface with high degree of approximation. Both the vertical and horizontal phase velocities are defined in the triangular grids, respectively, which are used for the description of phase velocity distribution everywhere in the model by linear interpolation. We develop a shooting ray tracing method of turning wave in the elliptically anisotropic media with irregular surface. Runge-Kutta method is applied to solve the partial differential equation of seismic ray in elliptically anisotropic media. Linearly modified method is used for adjusting emergent phase angles in the shooting scheme. Numerical tests demonstrate that ray paths coincide well with analytical trajectories in trans- versely homogeneous elliptically anisotropic media. Seis- mic ray tracing results in transversely inhomogeneous elliptically anisotropic media demonstrate that our method is effective for further first-arrival tomography in ellipti- cally anisotropic media with an irregular surface.

基于改进SURF的增强现实图像匹配方法

针对传统增强现实图像匹配算法鲁棒性不强且效率不高的问题,提出一种改进的SURF匹配算法。首先,使用SURF算法进行特征点检测,并通过Haar小波模板确定特征主方向,在得到特征主方向后构建特征描述符;由于传统SURF算法采用高达64维的矩形描述符,导致算法的计算量非常大,并且鲁棒性不强。因此,该文使用DAISY圆形描述符替代原始算法中的矩形描述符,DAISY是三层同心圆结构,每层包含8个采样点,可以得到25个维度的描述符,这种结构使得算法的鲁棒性大大增强并且降低了计算复杂度;接着,使用特征描述符计算欧氏距离进行特征点匹配;最后,对得到的匹配点集使用随机抽样一致(RANSAC)与三角不规则网络(TIN)算法进行优化,剔除误匹配点。实验结果表明,该算法虽然略微增加了时间复杂度,但鲁棒性变得更强,并且算法的效率和匹配精度也大大提高,平均精度达到了95%以上。

隐形三角引用:科学论文中的不规范引用行为

[目的/意义]在科学知识快速更迭的时代背景下,文献引用不规范行为逐渐演化为潜踪匿迹、形式多样的复杂现象,通过文献来源信息建立引用不规范行为的识别方法,并揭示其形成过程的影响因素与内在机理,对于科技期刊规范化、科学评价体系公平化、学术生态环境完善化具有重要意义。[方法/过程]首先,构建引文内容相似度、使用—引用转化率、耦合强度等多维度判定指标;其次,结合相关文献特征与引用内容特征,探究不规范引用行为背后的影响因素与引用情境。[结果/结论]本文在300万条文献耦合数据中发现了近4万组隐形三角引用关系,表征了隐形三角引用行为在科学界的普遍存在。在引用情境分析中,文献语言、文献类型、所属学科领域是文献C转引文献A的影响因素,文献A、B所在期刊影响力、自身被引影响力、发表时间差异是文献C选择匿引文献B的影响因素。科学界应意识到这种不规范引用行为的紧迫性和重要性,逐步建立识别与监督机制。

机载LiDAR点云数据的组合滤波算法研究

针对采用渐进式形态学滤波算法进行机载LiDAR点云滤波时存在的滤波效果不佳、地形特征保留不明显的问题,本文提出了一种改进不规则三角网的后处理滤波算法,构建组合式机载LiDAR点云滤波算法。该组合算法有效地结合了渐进式形态学滤波算法与改进TIN滤波算法的优势,首先采用渐进式形态学滤波算法对原始机载LiDAR点云数据进行处理,提取得到初始地面点;其次优化传统TIN滤波算法,以初始地面点及种子点构建TIN,通过连续迭代提取得到精细化地面点。为验证本文提出滤波算法的可靠性与优越性,选取宁波市某地2组机载LiDAR点云数据进行实验,结果表明,与较单一的渐进式形态学滤波算法、TIN滤波算法地面点提取结果相比较,本文改进滤波算法提取地面点的Ⅰ类误差、Ⅱ类误差及总误差均更低,且不受地形条件限制,具有较高的适应性,验证了本文提出改进滤波算法的可靠性与优越性。

车载激光点云组合滤波算法

为了解决传统车载点云滤波算法无法有效剔除地形坡度较大区域非地面点的问题,本文结合布料模拟滤波(CSF)算法与传统不规则三角网(TIN)的特点,提出一种基于CSF算法的改进TIN滤波算法。首先,使用CSF算法对原始点云进行滤波处理,获取初始地面点;其次,使用改进TIN滤波算法对CSF算法滤波结果进行进一步滤波,通过邻域卷积和选取种子点与构造虚拟种子点,根据滤波次数改变格网大小进行迭代滤波。使用两组地形条件不同的城市道路点云进行试验,对比不同滤波算法的滤波结果。结果表明,本文提出的组合滤波算法能够有效弥补单一滤波算法的不足,能够较好地适应城区情况。

ArcGIS在露天矿山土石方量测算中的应用

露天矿山生态治理修复普遍采用台阶爆破削坡复绿技术,传统土石方量测算方法难以适应高陡边坡复杂的地形环境。为快速准确获取露天矿山生态治理土石方填挖量,采用无人机倾斜摄影测量方法快速获取矿区高精度、高密度点云数据,利用ArcGIS软件对点云数据和规划设计数据进行处理,构建TIN模型并转化为栅格模型,采用3DAnalyst中的CutFill工具进行土石方填挖量计算,将测算成果进行多形式可视化表达,数据成果准确可靠。采用基于CASS软件的DTM法对矿山生态治理土石方填挖量进行计算,在露天矿山复杂地形环境及高程点密集程度等因素的影响下,DTM法测算成果误差较大,作业效率和测算精度均远低于ArcGIS测算方法,说明采用倾斜摄影测量和ArcGIS软件相结合的技术方法进行露天矿山生态治理土石方填挖量测算速度快、精度高、数据成果可视化,能够为露天矿山生态恢复提供精确的土石方填挖量数据成果。

非常规油气藏不规则复杂裂缝表征方法

非常规油气资源储量大,开发难度高。储层压裂改造是非常规油气资源开发的关键技术手段。天然裂缝和压裂裂缝具有不规则性和复杂性。针对现有裂缝表征方法难以准确刻画裂缝真实形状和宽度变化等不规则特性这一问题,提出了基于非结构PEBI网格的不规则复杂裂缝表征方法。首先,建立基于PEBI网格的天然裂缝表征流程,实现对任意区域或限定区域天然裂缝的准确表征;其次,建立基于Delaunay三角形网格和PEBI网格的压裂裂缝表征及优化方法,分析网格尺寸及优化次数对裂缝表征精度的影响;第三,建立基于非结构网格的非平面裂缝表征方法,实现对弯曲裂缝的刻画和表征,裂缝形态和分布与实际情况更相符;第四,提出非均匀裂缝宽度表征方法,实现对变宽度即同一条裂缝宽度和导流能力不均匀分布裂缝的精细表征;第五,在全区域和限定区域内,实现耦合不规则压裂裂缝和不规则天然裂缝的复杂缝网表征。针对大规模天然裂缝与压裂裂缝相交、裂缝宽度非均匀分布、非平面裂缝等复杂条件下的裂缝网络表征,通过调整网格优化次数,能够提高缝网表征质量。利用PEBI网格能够灵活准确逼近裂缝复杂边界条件的优势,实现快速、准确地显示处理大量不规则天然裂缝和压裂裂缝。形成的不规则复杂裂缝表征方法,有助于提高非常规油气藏裂缝网络的表征精度和数值模拟计算准确性。

复杂地形横断面测量数据提取方法探讨

为提高道路实时监测和维护能力,一般需要对其进行横断面测量。然而对复杂地形横断面测量时,劳动强度大、效率低且数据准确性差。基于TIN模型提出了一种在复杂地形横断测量的新方法,该方法可以大幅提高横断面数据的提取效率,针对类似项目,具有一定的参考意义。

三维地质模型建模系统的研究与实现

石油勘探开发数据的迅速准确可视化处理是帮助专家了解和掌握油藏分布从而做出正确决策的重要手段。三维地质体模型建模是可视化工作的基础。文章提出了三维地质体建模系统结构,由图形平台、数据管理、地质建模组成,分析了各模块的设计思路,研究了地质建模的关键算法。

特低渗透断块油藏不规则三角形井网有效动用系数计算及应用

针对断块油藏的布井方式,考虑特低渗透储层流体非线性渗流特征,从非线性渗流基本公式出发,应用流管积分法推导不规则三角形井网有效动用系数计算公式,并分析注采压力差、井网几何形状及非线性渗流曲线等因素对有效动用系数的影响,进而将研究成果应用于江苏油田花17断块井网评价中并提出井网调整方案。研究结果表明:均质各向同性特低渗透断块油藏适合部署等腰或近等腰三角形井网;当井网形状偏离等腰三角形程度较高时,存在引起有效动用系数突变的注采压力差和井距;渗透率较大的储层,宜通过放大注采压力差来提高有效动用系数,而渗透率较小的储层,缩小井、排距为更有效的手段。

一种基于三角网扩张法的Delaunay三角网逐块归并算法

本文中提出一种基于三角网扩张法的不规则三角网的逐块归并算法,它采用按横向或纵向对离散点集切割分块,对各子块用三角网扩张法构建Delaunay三角网,最后用三角网扩张法依次将相邻的子网合并。该算法采用的子集分块的做法使构网时的搜索范围减小,在数据量较大时避免了计算时间随点数的指数次增加,同时在构网时也能保证三角形邻接关系的正确维护。

知识引导下的城区LiDAR点云高精度三角网渐进滤波方法

针对城区LiDAR点云特点,提出一种基于知识的三角网渐进滤波方法:①对格网内插后的栅格数据进行面向对象分割;②采用迭代Otsu聚类手段对地面对象与非地面对象自动分离;③针对分类结果构建初始三角网,并自适应调整地面点判据参数,达到提高滤波质量目的。选用ALS50系统真实数据进行滤波试验,并与传统方法滤波结果进行精度评价,评价结果表明基于知识的滤波方法能进一步提高点云滤波质量。

融合点、对象、关键点等3种基元的点云滤波方法

基元是影响点云滤波精度和效率的关键因素之一。本文提出了一种基于多基元的三角网渐进加密(MPTPD)滤波方法。它包括点云分割、对象关键点提取、基于关键点的对象类别判别3个主要阶段,且3个阶段的基元分别为点、对象、关键点。使用了4景机载激光雷达和摄影测量点云数据对MPTPD、三角网渐进加密(TPD)、基于对象的三角网渐进加密(OTPD)3种滤波方法进行了性能测试。试验表明,MPTPD方法具有整体上最优的性能:在精度方面,MPTPD与OTPD两种方法的精度相当,MPTPD方法的一类误差I、总误差T比TPD的相应误差分别低约22.07%和8.44%;在效率方面,多数情况下TPD、MPTPD、OTPD方法的效率依次降低,且MPTPD的平均耗时是OTPD平均耗时的57.93%。

油藏储集体模式可视化的研究与实现

油藏储集体可视化是油藏描述过程中非常重要的一个环节 ,它可以帮助油藏开采、勘查工程师迅速准确地了解和掌握油藏分布 ,从而做出准确的决策 .本文研究并解决了油藏储集体可视化过程中的关键问题 .首先 ,通过建立三角网格表示的油藏储集体顶底面构造和尖灭线模型来确定油藏储集体的几何位置和形态 ;其次 ,用克里金插值的方法建立油藏储集体的各种物性参数数据场 ;最后 ,给出了某油藏储集体物性分布的实例 。

原始机载LiDAR点云中建筑物激光点的自动提取

提出了一种基于原始离散LiDAR点云的多层结构建筑物激光点自动提取方法。首先对原始离散Li-DAR点云进行不规则三角网构建,然后利用分阶段区域生长的原理逐阶段遍历TIN中的各三角面。依据三角面的法向量方位角判定建筑物的各层结构,依次提取出多层建筑物的墙面及各级屋顶面,最后将提取出的各层屋顶面数据进行分类存储,确保提取出的各栋建筑物激光点之间相互独立且包含各层屋顶结构等细部特征信息,便于后续各建筑物的三维重建。

基于GIS技术的地表构造特征研究——以塔里木盆地库车前陆褶皱-冲断带为例

利用GIS技术研究了库车地区的地表构造特征及其与地下构造的相关性 ,认为地表构造的南北分带性和东西分段性主要受地下主断裂的分布状况控制 ,库车河地区是东西分段的一个转换带 .秋立塔克构造带受左旋断层的作用被分为东西两段 ,控制西段南部背斜生长的断层连续性较好 ,而控制北部背斜生长的断层连续性较差 ,大致可分为三段 ,呈左阶排列 .库车地区的主要水系基本上都表现出与山体走向斜交的特点 。

改进的三角网构网算法用于LiDAR树冠体积提取（英文）

在分析现存点云处理方法的特性后,通过改进三角网构网算法的算法机制,提出了一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,实现树冠体积的准确提取.通过可视化方法对比了多种算法的点云构网效果,以实验区选定的30棵树为研究对象,利用T-LiDAR获取树冠点云数据,通过人工方法、传统算法和本文的改进算法计算树冠体积,对这些结果进行了对比分析.分析发现:四种方法之间均显示出较好的相关性(R2>=0.831),其中所提出的改进Delaunay方法拥有理想的精度,较好稳定性和最少的耗费时间.实验结果表明,提出的算法在点云(尤其是T-LiDAR数据)树冠的体积提取中具有很大的优势.结合T-LiDAR数据还可以实现树冠表面积和生物量等树冠因子的高精度快速提取.

基于TIN模型的三角形微分土石方计算方法研究

目前常用的DEM土石方算法通过将地形模拟为高度不一的棱柱来计算场地的土石方量。在遇到复杂地形时,单一棱柱对应的填挖情况复杂,需要进行分割运算,不仅会导致地形模拟失真,并且会增加模型计算的复杂度。针对这一情况,基于TIN模型,引入三角形微分思想,将三角形按照一定规则进行分割,通过计算微分三棱柱体积实现土石方的计算。对于该方法,采用C#编程进行试验,并与传统的Grid和TIN方法进行比较,从结果精确性和时间效率进行了分析。研究结果表明:该方法在复杂地形中相较传统算法可进一步提高土石方量的计算精度。

基于工程柱体的三维地质建模方法

提出了一种基于工程柱体的三维地质建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律,根据钻孔平面位置将勘探区域划分为若干工程柱体,对每个柱体侧面进行矿段对比连接,得到柱体线框图,再逐柱、逐层、逐面构建三角网,最后构建出整个地质体的三角网,建立三维地层模型,能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模,便于按储量级别进行储量估算。该方法对基于工程柱体的三维地质建模具有一定的参考价值和指导意义。

基于曲面内插技术的数字地形生成原理及应用

本文以黄河下游实测大断面数据为基础数据,结合卫星图像、遥感图像数据判断河道主流线、滩槽分界线、水边线及控导工程,在此基础上完成断面曲面内插。利用河道实测大断面高程及下游关键控制点的水位流量关系数据推求内插断面的高程数据,快速生成整个下游河道的数字地形不规则三角网。以黄河下游花园口至利津河段为例详述了黄河下游河道数字地形生成的原理及实现。生成的地形数据与实测数据相比较,在河槽高程、河槽形态及河槽面积上均吻合较好,能满足生产中对地形数据精度的需要。