Modeling and OLAP Cubes for Database of Ground and Municipal Water Supply

Modeling plays an important role for the solution of the complex research problems. When the database became large and complex then it is necessary to create a unified model for getting the desired information in the minimum time and to implement the model in a better way. The present paper deals with the modeling for searching of the desired information from a large database by storing the data inside the three dimensional data cubes. A sample case study is considered as a real data related to the ground water and municipal water supply, which contains the data from the various localities of a city. For the demonstration purpose, a sample size is taken as nine but when it becomes very large for number of localities of different cities then it is necessary to store the data inside data cubes. A well known object-oriented Unified Modeling Language (UML) is used to create Unified class and state models. For verification purpose, sample queries are also performed and corresponding results are depicted.

基于Kriging和Marching cube算法的地学3维形态模拟

地质构造的复杂性和勘查数据的不完备性,决定了对地质要素(地质体和场)的空间形态进行3维模拟是一个面临众多技术难题的艰巨任务。针对此问题,探讨了一种利用空间插值和等值面勾绘来建立地质要素的接近真实的3维可视化模型的方法。Kriging算法,由于其在揭示空间数据非均匀、各向异性分布规律方面具有良好表现,因而被用于对不完备地学数据进行空间插值,即先将分散的不规则分布的数据转换成规则分布的网格数据;再通过Marching cube算法实现由网格离散点构建光滑3维等值曲面;最后通过OpenGL接口实现等值曲面的计算机3维重绘。整个过程采用VC++.net结合OpenGL编程完成。应用这种方法,可实现有限钻孔取样分析数据的矿体品位3维等值面模拟和电磁测深2维反演数据的电阻率3维等值面模拟,其模拟结果接近于传统勘探方法解释的结果,而且其效率高得多,也更加直观,证明此方法是有效的和实用的。

数据仓库系统中一种改进的维层次聚集Cube存储结构

提出利用Cube中的维层次(dimensionhierarchy)聚集技术来创建高性能的维层次聚集Cube(dimensionhierarchyaggregatecube,DHAC).充分利用DHAC已保存的维层次信息,对Cube中多维数据的查询和更新效率进行了优化,并且支持Cube的上探、下钻等语义操作.在DHAC中进行数据插入和删除等数据更新时,由下向上用更新前后的差值对受到更新结点影响的所有祖先结点进行增量更新.实现了在插入新维或维层次时不需要重新构建聚集Cube就可以实现Cube的模式更新.对维层次聚集Cube与传统Cube进行了算法性能分析和比较,理论分析和实验结果都表明,所提出的DHAC性能最佳.

Cross-cube在PMC诊断模型下的可诊断性

可诊断性度是衡量一个互连网络可靠性的重要指标。Cross-cube是超立方体的一种重要变型,与超立方体相比有许多好的性质。PMC模型是并行计算系统中的一种经典的诊断模型,在该模型下有两个著名的诊断策略:精确策略和悲观策略。证明了n维Cross-cube在精确策略下的可诊断性度是n+1(n≥4),在悲观策略下的可诊断性度是2n-2(n≥4)。证明了Cross-cube在精确策略下的可诊断性度大于超立方体的可诊断性度,在悲观策略下的可诊断性度与超立方体的可诊断性度相同。

Marching Cubes算法改进研究及应用

对MC算法进行了改进和优化,运用渐近线判别法解决了原有算法的二义性问题,改善了生成图形的质量;利用线性八叉树结构提高了图形的绘制速度,使实时绘制和交互操作成为可能。运用改进后的MC算法,结合某铁矿实测数据进行矿体表面三维重构,得到了满意的效果。

基于压缩体素模型的Marching Cubes优化算法

等值面的提取是科学可视化的重要一环,面显示算法中经常使用的是Marching Cubes算法。针对经典Marching Cubes算法遍历Cube需时较多且占用大量计算机资源的缺点,提出基于压缩体素模型的Marching Cubes优化算法,其利用材料变化信息直接在位于物体表面的体素模型中提取表面三角网格,省略了物体外部全空和内部全实的体素,提高了表面提取的效率。此算法已应用于虚拟油泥造型系统中,取得了很好的效果。

基于三维魔方模型的大运河沿线县域“三生”空间划定方法

三维魔方模型是研判空间要素多功能优势度分区的量化方法,能够直观表征空间功能的最优组合模式,为精准识别大运河沿线县域国土空间功能提供关键技术支撑。以“三生”(生产-生活-生态)空间功能为切入点,建立大运河沿线县域“三生”功能适宜性评价体系;基于三维魔方模型提出“三生”空间范围划定规则,以大运河流域青县段为研究对象,划定“三生”空间范围并提出优化建议。结果表明:基于三维魔方模型建立的单项功能适宜性和多项功能适宜性组合的三生空间划定规则,划定了大运河流域青县的生态、生产、生活空间范围,占比分别为60.46%、33.52%、6.02%。其中生态空间主要分布在大运河两侧,包括550.58 km^(2)的生态功能高适宜和最高适宜空间,是大运河流域良好的生态本底;48.23 km^(2)生活、生产功能中适宜、低适宜和不适宜空间,是大运河流域未来生态修复的重点区域。该研究成果丰富了“三生”空间范围划定的方法与技术手段,为大运河流域国土空间治理和综合利用提供理论基础。

基于XGBoost改进模型的高速公路事故多发点鉴别及预测

为准确、快速地预测高速公路事故多发路段,获得事故时空数据的特征样本,明确事故的时空演化规律及关联机制,根据时空热点分析结果鉴别事故多发点的位置和时空演变模式,构建了GA-XGBoost事故多发点预测组合模型。首先,依据样本数据分别构建年尺度、日尺度下的时空立方体,并进行热点分析,根据分析结果得到样本高速的事故多发点位置及其时空演化模式;经过比较分析和相关性检验,选取事故发生时间、里程、事件类型、处理时长、影响车道数、是否处于汇入口附近、是否节假日7项特征预测事故是否处于事故多发点。然后,分别使用CNN-LSTM、CNN-LSTM-ATT、随机森林、XGBoost模型4种算法对事故多发点进行预测,结果显示:相比其他3种,XGBoost模型的预测准确率最高。接着,采用遗传算法对XGBoost模型进行优化,构建了GA-XGBoost组合模型,使预测准确率提高0.06,F1分数提高0.07,精确率提高0.08。这表明,相比既有算法,GA-XGBoost模型能够较准确地预测出路段是否处于事故多发点,明确事故多发点事故的时空特征。最后,通过SHAP分析对预测结果进行解释,发现处于汇入口附近、事件类型为侧翻、故障、处于国庆假期和影响车道数为2的样本处于事故多发点的概率相比不处于汇入口附近和其他事故类型更大。据此,在交通安全和应急管理中可采取预防性措施,提升交通管理的效率和应急响应能力,营造安全、高效的交通环境。

一种针对PRESENT的改进旁路Cube分析方法

对PRESENT-80旁路Cube攻击进行了改进．基于第3轮单比特泄漏模型，在现有寻找密钥相关线性等式的基础上，通过获取非线性等式方法恢复出更多密钥位．实验结果表明：针对第1个s盒的第1位信息泄漏，2^7.67个选择明文即可恢复40位密钥，优于现有的32位；针对第2，3，4个S盒的第1位信息泄漏，2^12.147个选择明文即可恢复64位密钥，优于现有的48位，将密钥搜索空间降低到2^16．此外，本方法可适用于PRESENT-128及其它轻型分组密码旁路Cube分析．

Dividing cubes算法在数控仿真中的应用

切削计算是数控仿真系统中的重要组成部分,不同的切削算法直接影响切削效率与切削精度。基于剖分立方体(dividing cubes)算法思想,对体素模型稍作改动,提出了一种新的切削算法。仿真结果表明,基于改进算法的切削面的重绘过程更加简洁,在保证切削精度的同时能有更高的切削效率。但是,由于算法根据毛坯的离散精度的不同,所需要的内存空间也不同,当毛坯的离散精度超过一定程度时,会增加切削计算的计算量,反而降低了切削计算的效率。

CUBE曲面滤波参数联合优选关键技术及应用

CUBE(combined uncertainty and bathymetry estimator)算法是国际上主流的多波束测深异常值自动探测与处理算法,在国内外被广泛应用,但对其核心算法和参数知之甚少,不利于该项技术的国产化。本文详细阐述了CUBE算法的基本原理、数学模型、关键参数和处理步骤,进而建立了CUBE曲面滤波参数联合优选方法。通过选取典型地形区、参数试验、对比分析等步骤完成参数的联合优选,并用台湾浅滩实测数据进行了验证。结果表明,优化后的参数可有效提升多波束数据自动处理的精度和效率。本文成果可应用于国产多波束测深处理软件的深化研发以及多波束实测数据处理。

基于生态位适宜度的耕地“三位一体”空间保护分区研究——以江西省兴国县为例

以兴国县村域为单元,从耕地数量、质量和生态三个维度构建指标体系,运用生态位适宜度模型、改进CRITIC法和综合指数法开展耕地“三位一体”综合评价,并分析其空间分异特征。同时,运用三维魔方法划分耕地保护分区,并提出不同的保护利用措施,以期为耕地保护动态监管政策制定和国土空间规划的编制提供技术支撑。

Spatial correlation-based characterization of acoustic emission signal-cloud in a granite sample by a cube clustering approach

To extract more in-depth information of acoustic emission(AE)signal-cloud in rock failure under triaxial compression,the spatial correlation of scattering AE events in a granite sample is effectively described by the cube-cluster model.First,the complete connection of the fracture network is regarded as a critical state.Then,according to the Hoshen-Kopelman(HK)algorithm,the real-time estimation of fracture con-nection is effectively made and a dichotomy between cube size and pore fraction is suggested to solve such a challenge of the one-to-one match between complete connection and cluster size.After,the 3D cube clusters are decomposed into orthogonal layer clusters,which are then transformed into the ellip-soid models.Correspondingly,the anisotropy evolution of fracture network could be visualized by three orthogonal ellipsoids and quantitatively described by aspect ratio.Besides,the other three quantities of centroid axis length,porosity,and fracture angle are analyzed to evaluate the evolution of cube cluster.The result shows the sample dilatancy is strongly correlated to four quantities of aspect ratio,centroid axis length,and porosity as well as fracture angle.Besides,the cube cluster model shows a potential pos-sibility to predict the evolution of fracture angle.So,the cube cluster model provides an in-depth view of spatial correlation to describe the AE signal-cloud.

CUBE算法水深假设跟踪模型参数配置方法

CUBE算法是多波束测深数据处理软件的核心算法,用于粗差自动检测与剔除。为了增强普适性,CUBE算法模型不断优化和改进。跟踪国内外CUBE算法研究和发展现状,梳理了CUBE算法基本流程,重点研究了“4σ”和贝叶斯因子、累计贝叶斯因子和运行长度为参数的两种水深假设跟踪模型机制,对比分析两种水深假设跟踪模型的差异,提出一种基于贝叶斯因子、累计贝叶斯因子和运行长度的水深假设跟踪模型参数配置方法(以下简称“三参数配置法”)。仿真数据试验表明:处理单个粗差时,两种水深假设跟踪模型都可以有效剔除;处理连续粗差时,三参数配置法处理效果比“4σ”法更稳健。

基于3D穿梭车的活立方密集仓储系统及存取货调度研究

为满足新时代自动化密集仓储系统的需求,在保持高仓储密度的同时,也需重视系统的灵活性与高效性。因此,结合活立方密集仓储系统的多倍深存储和3D穿梭车仓储系统中的六向移动技术,提出以三维自主移动穿梭车为核心的活立方密集仓储系统。针对该系统中的存取货调度问题,建立了基于整数规划的三维网络流模型。为比较仓储密度相同时,包含提升机的传统活立方密集仓储系统与以三维自主移动穿梭车为核心的活立方密集仓储系统在存取货效率方面的性能,在不同系统配置下通过大量算例进行了数值实验,结果表明:以三维自主移动穿梭车为核心的活立方密集仓储系统在存取货时间上平均节省30%,系统效率有着较为显著的提高;模型在不同系统配置下均具有良好的求解性能,验证了三维网络流模型的有效性与通用性。

基于隐式表达的服装三维重建

随着近年来互联网购物的快速发展,在各大平台上出现了越来越多的服装商品。通过三维重建技术生成服装的三维模型可以帮助消费者更好地了解服装的姿态信息。针对服装的三维重建技术进行研究,提出基于隐式表达的服装三维重建模型。使用神经网络学习获得的占用函数作为服装三维模型的隐式表达,从而建立三维坐标和模型形状的映射。目前已有的三维重建算法需要拟合复杂的曲面模型,但资源消耗量大,而基于隐式表达的三维重建算法不需要进行参数化和网格化,能够提高算法的运行速度。为了进一步提高三维重建效果,采用目前性能最好的Point MetaBase-L网络模型和偏移注意力模块作为模型的特征提取网络。其中Point MetaBase-L网络模型基于现有的点云特征提取网络提出Set Abstraction层的元架构Point Meta,并通过分析选择Point Meta元架构中4个模块的最佳实践构成Point MetaBase-L网络模型的Set Abstraction层,同时引入平面特征投影模块加强特征的局部信息。在特征解码阶段,利用特征权重网络通过加权平均算法获取三维空间中采样点的占用概率。根据这些采样点的占用概率,通过基于区域增长的Marching Cubes算法提取高精度网格重建模型。实验结果表明,与占用网络相比,改进模型在交并比、倒角距离、法线一致性和F1值上分别提升了48.83%,55.17%、4.27%和79.10%。

基于CUBE的公共自行车衔接换乘影响研究

为改善城市公交预测模型的预测效果,提高其对交通方案评价的可靠性,分析了CUBE软件PT模块的运行机理,考虑西安市公共自行车的大规模使用和城市交通模型PT模块中未包含公共自行车出行方式的不足,在原有的PT模块基础上增加了公共自行车接驳和换乘模式,提出了一种包含公交、公共自行车、步行共三种出行方式的改进的公交预测模式。以西安市高新区BRT线路规划为例,对改进的公交预测模式进行了应用。改进前后的预测数据对比分析结果显示:添加公共自行车模块后,3条BRT线路连接小区的数量分别增加11个、12个、18个,与常规公交的换乘量分别增加7.5%、8.1%、9.3%,全天客运量分别增加9.2%、10.2%、13.6%,准确反应了公共自行车在改善公交接驳方面的作用。

Application of marching cubes algorithm in visualization of mineral deposits

An implementation scheme of the marching cubes (MC) algorithm was presented for the visualization of mineral deposits. The basic principles, processes and pitfalls of the MC algorithm were discussed. The asymptotic decider algorithm was employed to solve the ambiguity problem associated with the MC algorithm. The implementation scheme was applied to model and reconstruct the surfaces of mineral deposits, using the geological data obtained from an iron mine in China. Experimental results demonstrate the ability of the implementation scheme to solve the ambiguity problem, and illustrate the effectiveness and efficiency of the MC algorithm in the visualization of mineral deposits.

Vocational Teaching Cube System of Engineering Graphics

Based on long-time research on vocational teaching cube theory in graphics education and analyzing on the intellectual structure in the process of reading engineering drawing, the graphics intellectual three-dimensional model, which is made up of 100 cubes, is founded and tested in higher vocational graphics education. This system serves as a good guidance to the graphics teaching.

湖区平原县域村镇空间扩展适宜性评价及功能分区分析——基于益阳市南县“三大空间”的视角

为更好地助力乡村振兴,促进村镇建设用地合理开发利用并优化国土空间,以湖南省益阳市南县为例,从生态功能、农业生产和村镇扩展三大空间构建指标体系,采用层次分析法和多因子加权评价模型进行县域村镇空间扩展适宜性评价。结果表明:南县村镇空间扩展适宜性的空间差异明显,等级不同,空间集散特征的差异也大为不同;村镇空间扩展不适宜区、较不适宜区、基本适宜区、较适宜区和最适宜区的面积分别145.64km^(2)、404.26km^(2)、465.35km^(2)、269.15km^(2)和36.6km^(2);各乡镇的空间扩展适宜性差异十分显著。根据村镇空间功能性分区的三维魔方模型得出:农业生产功能主导区包括明山头、青树嘴、茅草街、武圣宫、麻河口和乌嘴6个乡(镇),村镇扩展功能主导区包括南洲、华阁和浪拔湖3个镇,生态空间功能主导区包括三仙湖、厂窖和中鱼口3个镇。