不同下垫面上近地层湍流的多尺度属性研究

文中利用统计和多尺度分析方法分析了几种复杂下垫面情况下的风、温湍流脉动观测资料 ,结果表明 :下垫面结构的差异明显地影响湍流量 ,如 :戈壁地区的热力作用明显大于雪面和城郊面 ,表现在湍流时间尺度上也明显地大于雪面和城郊面。但复杂下垫面下的湍谱在惯性区仍满足“- 23”次律 ;多尺度方法研究湍流 ,可以更简捷地分析湍流的多尺度结构及其在湍流输送中的作用。由此可看出 ,多尺度方法是发展湍流统计理论的一种有效工具。

基于多尺度属性粒策略的快速正域约简算法

传统启发式正域属性约简算法在每次迭代的过程中需要添加当前正域依赖度最大的属性进入已选定的特征属性子集,算法迭代次数多且效率低,难以应用于高维大规模数据集的特征选择中。针对上述问题,研究决策系统中正域之间的单调关系,给出了多尺度属性粒(MSAG)的形式化描述,提出了一种基于多尺度属性粒的快速正域约简算法(MAG-QPR)。由于多尺度属性粒包含多个属性,可以对已选定的特征属性子集提供较大的正域,因此,通过每次迭代添加MSAG,可以达到减少迭代次数和使选定的特征属性子集能更快地趋近于条件属性全集的正域分辨能力的目的,从而提高了启发式正域约简算法的效率。在实验部分,选取8组UCI数据进行实验,对于数据集Lung Cancer、Flag和German,MAG-QPR与基于正向近似的正域保持属性约简算法(FSPA-PR)、基于正向近似的条件熵属性约简算法(FSPA-SCE)、后向贪婪正域保持属性约简算法(BGRAP)和后向贪婪启发式广义决策保持属性约简算法(BGRAG)的运行时间加速比分别为9.64、15.70、5.03、2.50;3.93、7.55、1.69、4.57;3.61、6.49、1.30、9.51。实验结果表明,所提算法MAG-QPR提高了算法效率,具有更好的分类精度。

多尺度决策系统中测试代价敏感的属性与尺度同步选择

属性与尺度同步选择方法可有效解决涉及代价因素的多尺度决策系统的知识约简问题,然而在现有研究中,少有基于代价进行属性与尺度的同步选择,并且大多数算法只针对协调的多尺度决策系统或不协调的多尺度决策系统.为了解决这一问题,文中以最小化数据处理的总测试代价为目标,提出测试代价敏感的属性与尺度同步选择算法,同时适用于协调的多尺度决策系统和不协调的多尺度决策系统.首先,构造基于粗糙集的理论模型,模型中的概念及性质同时考虑属性因素和尺度因素.其次,基于粗糙集的理论模型,设计启发式算法,能基于测试代价对多尺度决策系统同时进行属性约简与尺度选择,并且不同的属性可选择不同的尺度.最后,在12个数据集上的实验验证文中算法的有效性、实用性及优越性.

基于多尺度地震曲率属性融合的煤田小断层识别分析

为适应中国煤矿智能化发展对地质条件透明度的要求,识别落差在3 m左右的小断层已成为构造解释中的重要地质任务。通过介绍S变换时频分析、PCA(Principal Components Analysis,主成分分析)和RGB融合基本原理,提出了1种基于多尺度地震曲率属性融合的煤田小断层识别方法。结果发现:S变换时频分析得到多频率的地震数据体,不同频率的地震数据体对应不同尺度的地下地质信息写照;对地震数据进行频谱分析,确定地震信号的主导频率、频带等参数,提取不同频率下地震数据体的最大正曲率属性;采用PCA方法对不同频率地震数据的地震曲率属性进行分析,采用RGB融合方法对前3个主成分进行融合;实际应用发现多尺度地震曲率属性融合结果在识别小断层方面具有明显优势,可以提高地震资料中小断层的精度和解释精度。

协调多尺度决策系统中基于测试代价的属性与尺度选择

对多尺度决策系统进行处理可以使复杂的问题简单化,属性与尺度的同步选择是该处理过程中一个重要方法.此外,现实中数据处理经常需要考虑代价因素的影响,但是,目前研究还没有在属性与尺度的同步选择中考虑代价因素.为了解决这一问题,文中基于测试代价,研究协调多尺度决策系统的属性与尺度选择.首先,构造相应的粗糙集理论模型,模型中的定义及性质同时考虑属性和尺度这两个要素,并给出基于测试代价的属性-尺度重要度函数.然后,基于适用于多尺度决策系统的粗糙集概念及性质,提出属性与尺度同步选择的启发式算法.在UCI数据集上的实验表明,文中算法可大幅降低总测试代价,提升计算效率.

多尺度地震信号属性分析

地震信号的瞬时属性分析对地震岩性解释和烃类检测很有帮助，通常采用希尔伯特变换的复数道分析方法。利用这种方法，可以比较方便地从地震记录中分离出波的瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位等参数。信号的不同频带具有不同的属性特征，而小波变换具有对信号进行多尺度分解的特性，如采用解析小波则分解后的小波系数仍为一解析信号，且其虚部是其实部的希尔伯特变换。因此根据这一特点可以研究地震信号在不同分辨率下的属性特征。

基于地震波多尺度吸收属性的页岩气识别方法

在对地震信号进行连续小波变换的基础上,采用多尺度吸收属性描述地震波在含气性良好的优质页岩中传播时产生的能量衰减异常现象,建立新的页岩气识别方法,并通过理论分析与模型实验证实了该方法的科学性和有效性。将该方法应用到井研—犍为地区筇竹寺组页岩气识别中,获得了与实钻情况较吻合的应用效果。

基于逆散射理论的介质参数与其地震响应的尺度对应关系研究

在反演过程中进行频带控制是多尺度反演的重要策略,但数据频率成分与要反演的参数之间的尺度对应关系尚不清晰。本文利用Kormendi论文中的测井曲线模型,基于逆散射理论将地下介质参数的扰动分解为0-0-9-11 Hz、9-11-18-22 Hz、18-22-36-44 Hz和36-44-80-90 Hz共4个尺度,并利用反射率正演模拟方法生成4个尺度扰动成分的地震响应。通过对比地下介质参数不同尺度的扰动及其地震响应的频带成分,发现二者在4个扰动尺度上均具有一致性,由此得出介质参数与其地震响应具有定量尺度对应关系的结论。据此从介质扰动的尺度概念引申出反射系数的尺度概念,从逆散射理论角度探讨实验结果的理论依据,并对其在指导反演分频参数选取及薄互层解释等方面的应用展望进行讨论。

全局区域相异度阈值构建稀疏尺度集模型

目的尺度集模型是一种有效的影像多尺度分割模型,但数据结构复杂、构建效率低下且冗余尺度较多。针对这些问题,提出了一种由全局区域相异度阈值驱动构建稀疏尺度集模型的方法。方法本文方法改变了尺度集模型构建的驱动方式,通过重复进行增大全局区域相异度阈值以及合并所有小于当前全局区域相异度阈值的邻接区域这2个步骤完成尺度集的构建。同时,将依次出现的全局区域相异度阈值与从小到大的抽象尺度对应,采用深度优先搜索在区域邻接图中快速搜索满足条件的邻接区域,采用三次指数平滑法预测下一尺度的全局区域相异度阈值,采用基于局部方差和莫兰指数的尺度属性分析消除冗余的欠分割尺度。结果与传统尺度集相比,稀疏尺度集极大地简化了底层数据结构,通过调节模型核心参数可以有效消除冗余尺度。保守参数设置下,稀疏尺度集的构建速度提高至传统尺度集的3.11倍,且二者区域合并质量无明显差别。结论本文提出的稀疏尺度集模型能够在不引起合并质量下降的前提下大幅度提高模型构建速度,将具有更加广泛与灵活的应用。

地理时空三向聚类分析方法的构建与实践

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯"横看成岭侧成峰"的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的"空间—时间—尺度—属性"构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明:①三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;②面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于:根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。

In situ atomistic mechanisms of detwinning in nanocrystalline AuAg alloy

Detwinning is an important plastic deformation mechanism that can significantly affect the mechanical properties of twin-structured metals.Although many detwinning mechanisms have been proposed for pure metals,it is unclear whether such a deformation model is valid for nanocrystalline alloys because of the lack of direct evidence.Here,the atomicscale detwinning deformation process of a nanocrystalline AuAg alloy with an average grain size of~15 nm was investigated in situ.The results show that there are three types of detwinning mechanisms in nanocrystalline AuAg alloys.The first type of detwinning results from grain boundary migration.The second type of detwinning occurs through combined layer-by-layer thinning and incoherent twin boundary migration.The last one occurs through incoherent twin boundary migration,which results from the collective motion of partial dislocations in an array.