基于位场梯度张量数据的边界识别方法对比分析研究

位场梯度张量数据包含9个梯度分量,相对传统位场数据具有更丰富的信号成分。随着位场梯度数据的广泛应用,新的边界识别方法也得到了大量研究。为了分析各种边界识别方法的特点和应用效果,选择了方向解析信号、方向总水平导数、方向倾斜角和方向Theta map及其构成的四种边界探测器进行对比研究。在模型试验的基础上,将四种边界探测器应用于四川地区重力异常数据中,进一步验证方法的边界识别效果。研究表明,x,y方向的总水平导数和解析信号的边界识别结果受噪声影响较小,但对于深部地质体的边界不能清晰的识别;x,y方向的Theta map和倾斜角能均衡不同振幅大小的异常,但受噪声影响较大且存在假极值的问题。因此,在实际资料处理中应结合不同边界识别方法的计算结果,获取不同深度上的地质体边界信息,同时避免虚假信息的引入,从而实现边界信息的有效提取。     

基于位场梯度数据的方向总水平导数的均衡边界识别方法

边界识别在位场数据解释中具有重要的作用,目前一些传统的边界识别方法往往存在不能同时描绘不同埋深的地质体的边界信息和因正负异常同时存在而引起额外的错误边界的缺点。针对以上问题,本文利用多分量的位场张量梯度数据,提出基于方向总水平导数的新的均衡边界识别方法。通过理论模型试验,证明新方法相比传统的边界识别方法具有更好的边界识别效果,能在不引入错误边界信息的前提下更加清晰收敛的提取各个地质体的边界信息。     

基于隐含边界描述的连续体拓扑优化

基于隐含边界描述的水平集方程推动几何边界,结合形状导数、拓扑导数等工具,实现了柔性目标函数的连续体结构拓扑优化设计.进一步通过引入Von Mises应力作为产生新拓扑结构的策略,给出了单独使用Von Mises应力开孔的算例.算例结果表明,基于隐含边界描述的连续体拓扑优化设计方法,它具有独特的处理拓扑变化能力及消除拓扑优化结果对网格和初始拓扑结构猜测的依赖性.这一类方法具有优秀的高维设计拓展能力,在工程实际和多材料设计等方面具有很好的应用前景.     

桥梁断面气动导数识别的修正最小二乘法

分析了总体最小二乘方法在桥梁断面气动导数识别中存在的问题,提出了气动导数识别的修理最小二乘方法,为防止由噪声信号所造成的非线性参数迭代求解时出现的发散现象,提出应用进度因子的措施,通过对是试验数据模态参数识别的验证,表明该方法比总体最小二乘方法具有更好的可靠性和强健性,收敛速度更快应用该方法可以识别出颤振甚至颤振后的桥梁断面气动导数,且识别精度有所提高。     

紊流风场中桥梁气动导数的识别

基于作者提出的识别桥梁断面气动导数的新方法———总体最小二乘时域法 ,初步研究了紊流风场中气动导数的识别 .总体最小二乘时域法试验装置简单 ,克服了改进的Ibrahim时域法人为选择时延参数的不足 ,具有很高的精度和收敛性 .由平板理论解和江阴长江公路大桥的全桥气动弹性模型实验结果证实了该方法的正确性 .在模拟的紊流风场中 ,应用这一方法对平板和江阴长江大桥的节段模型进行了试验 ,识别了其气动导数 .试验结果初步表明 ,对具有良好流线型的桥梁断面 ,紊流对气动导数的影响可以忽略     

偏导数与方向导数的关系

讨论了方向导数在不同的定义下,偏导数与方向导数的关系.     

偏导数与方向导数的关系

讨论了方向导数在不同的定义下,偏导数与方向导数的关系.     

基于均方差比归一化垂向梯度法的位场边界检测

针对位场数据处理中边界定位精度和识别能力的问题,提出一种新的边界检测方法——均方差比归一化垂向梯度法。均方差比(MSER)可进行边界识别,是针对边界点异常方向性和均方差衡量数据波动性提出的,对全区数据点4个方向的均方差进行归一化后选择各个数据点均方差比的最大值作为滤波输出实现的;均方差比归一化垂向梯度(NVD-MSER)可进行边界增强,是通过均方差比的垂向梯度及其总梯度的比值实现的。模型试验对比分析结果表明,NVD-MSER方法具有计算稳定性强、反映的边界位置连续性好、与实际模型边界对比偏差小的优点,这说明NVD-MSER法有较强的边界检测能力。用NVD-MSER法可以检测出黑龙江虎林盆地19条断裂,而欧拉反褶积只能识别出11条断裂,说明NVD-MSER法增强了对断裂平面位置的识别能力。     

基于大振幅运动非定常空气动力的动导数仿真

以模型大振幅运动风洞实验数据为依据,采用动导数仿真方法,对模型绕体轴的滚转阻尼导数进行研究.着重研究模型滚转阻尼导数的正负值与模型大振幅运动滚转力矩迟滞环方向之间的关系.结果表明,滚转阻尼导数和非定常滚转力矩之间变化规律是一致的.说明大振幅运动风洞试验结果中包含了模型的动稳定特性.     

电磁导数场概率成像方法研究

电磁导数场概率成像方法是一种侧重于识别地质异常体的成像反演方法.它基于归一化的电磁场的偏导数更能突出异常场分布特性,将电磁场概率成像的发生概率函数改为实测电磁场场值函数与相应的扫描函数各自的导数函数经归一化后的互相关函数.用新方法对几个理论模型进行成像,成像结果显示:改进的概率成像方法使得高概率更加集中于异常体区域,并且不再需要计算背景场,使概率成像方法对复杂地质体成像成为可能.     

一种基于方向导数的边缘直线检测算法

基于方向导数序列的概念提出一种新的边缘直线检测算法.在检测过程中,将边缘图像视为三维空间的曲面,对各个边缘点求各个方向的方向导数序列,然后由方向导数序列的取值判断确定出直线段.通过分析和编程试验证明了其算法对直线段的检测有效.     

基于笔划的手写体汉字方向分解特征提取方法

提出了一种基于笔划的手写体汉字方向分解特征提取的新方法。根据每个笔划像素点及其邻域像素点的方向分布特征，汉字图像被分解为“横”、“竖”、“撇”和“捺”4种子模式，而无需提取轮廓和骨架。文中构造了5种不同的弹性网络，并将其应用于方向分解特征的提取，最后，应用863手写样本库HCL2000验证了本文方法的有效性。     

多方向几何非线性扩散图像去噪方法

现有几何非线性扩散滤波器同时在水平和垂直方向进行扩散,没有考虑图像边缘的方向性,有损其去噪效果.提出根据像素8-邻域方向的梯度值检测边缘点及其边缘方向,对边缘点仅沿该边缘方向进行几何非线性扩散,而对非边缘点进行4个方向上的几何非线性扩散.5个等级噪声强度和5个典型加噪图像去噪实验结果表明,本文方法能够更有效地去除图像中的噪声,同时更好地保护图像边缘.     

基于边缘交点聚类法的眼底图视盘轮廓提取

由于眼底血管闭塞、噪声和弱边界等原因,主动轮廓模型不能够精确地收缩至视盘的轮廓边缘,由此提出基于边缘交点聚类的轮廓提取方法.由初始轮廓确定一个矩形区域,选取该矩形区域的主对角线、副对角线、垂直中心线和水平中心线,求其与视盘边缘的交点,将所有候选交点进行K-Means聚类分析,取得位于边缘附近的点作为主动轮廓模型的初始轮廓点,进行能量最小化计算,直至轮廓停止收缩.实验证明,经边缘交点聚类初始化后再运用主动轮廓进行视盘边缘提取,轮廓最终会较为精确地收缩于视盘边缘.     

竖壁对流换热系数计算模型的探讨

根据流体边界层理论,研究了高普朗特数常物性不可压缩流体在重力作用下,沿竖直壁面无初速度加速流动过程中速度边界层和热边界层的形成规律,给出了速度边界层和热边界层的厚度函数·据此,研究了该模型下对流换热系数的计算方法,推导出计算公式·在短距离流动中,该模型的速度边界层和热边界层较流体外掠水平板模型厚,换热较弱,因此对流系数较小·工程实际中的许多换热问题都可以简化成流体在重力作用下沿竖直平板流动模型·把该模型下得到的对流系数公式应用于飞机附件机匣的传热计算中,得到了比较精确的结果·     

不同叶面积指数反演方法比较研究

以PROSAIL模型模拟数据和地面实测数据为基础,分别分析了土壤背景、冠层反射率非各向同性以及随机噪声等因素对几类代表性反演方法的影响（植被指数法、二阶微分法、模型反演法以及方向性二阶微分法）。结果表明在不同条件下,各类反演方法的反演精度差别较大。植被指数NDVI对几种因素的滤除能力都较差,反演精度最低;模型反演精度高于植被指数方法,但会受到土壤背景的影响;二阶微分方法虽然能部分消除土壤背景的影响,但受冠层反射率非各向同性的限制。文中提出的方向性二阶微分法能较好地消除土壤背景和冠层反射率非各向同性的影响,反演精度较前者有所提高,但二阶微分方法易受噪声影响。     

不同叶面积指数反演方法比较研究

以PROSAIL模型模拟数据和地面实测数据为基础,分别分析了土壤背景、冠层反射率非各向同性以及随机噪声等因素对几类代表性反演方法的影响(植被指数法、二阶微分法、模型反演法以及方向性二阶微分法)。结果表明在不同条件下,各类反演方法的反演精度差别较大。植被指数NDVI对几种因素的滤除能力都较差,反演精度最低;模型反演精度高于植被指数方法,但会受到土壤背景的影响;二阶微分方法虽然能部分消除土壤背景的影响,但受冠层反射率非各向同性的限制。文中提出的方向性二阶微分法能较好地消除土壤背景和冠层反射率非各向同性的影响,反演精度较前者有所提高,但二阶微分方法易受噪声影响。     

基于半像素的Hessian矩阵的空域误码掩盖

针对线条边缘采用传统的Sobel算子进行边缘检测和方向判别方法无法准确地检测其方向的问题,提出了基于半像素的Hessian矩阵对线条边缘进行检测的算法。该算法将图像中丢失的数据块的像素进行分类,再根据不同类别的边缘采用相应的边缘检测算子进行边缘检测,并根据检测的边缘方向对受损图像进行方向外推掩盖。实验证明,半像素精度的Hessian矩阵对线条边缘方向的检测更加精确,该算法较一般误码掩盖算法使受损图像的恢复质量PSNR(Peak Signul Noise Rate)值提高了0.2~0.4 dB。     

基于深度加权的重力梯度数据联合相关成像反演

针对矿产勘查中相关成像反演存在的纵向分辨率较低的问题，提出了一种基于深度加权的重力梯度数据相关成像反演方法.通过联合多个重力梯度分量、引入基于先验信息的深度加权函数与地下空间分区加权等方法，提高反演的纵向空间分辨率.在数据试验中，利用立方体组合模型证实了提出的方法能够准确反演出目标体的空间位置，计算的密度数值范围与理论模型基本一致，且方法具有一定的抗噪能力.将反演应用于美国文顿盐丘地区的实测重力梯度数据，结果显示出的盖岩位置与已知地质资料相符，证明了本文方法具有可行性和实用性.