基于Surfer软件的数据网格化方法探析

Surfer软件的数据网格化功能在地球物理数据处理中有基础性的作用。在利用Surfer软件进行地球物理数据网格化时,一些参数的特殊设置可直接影响到网格化的效果,影响等值线平面图的异常形态。以实测1∶5万高精度地面磁测资料为例,通过对数据网格化间距和克里格网格方法里的搜索椭圆参数进行特殊设置,分析上述参数设置对网格化数据的影响。结果表明,数据网格化时X、Y方向的网格间距都设置为点距大小,既能与后期MapGIS成图对接,同时能保证数据异常的真实性。将搜索椭圆的搜索半径1、半径2分别设置为3倍的线距和点距,搜索角度设置为垂直于测线方位角的方向,这样既不改变线距和点距之间的实际比例关系,同时提高了相邻测线测点对给定网格节点的场值大小影响,减弱了同测线相邻测点的影响,一定程度上弱化了顺线异常,提高了图面美观性。     

基于空间网格化的黄淮海流域降水插值研究

黄淮海流域地形复杂,气象要素空间分布不均匀,研究中需要对气象要素进行插值。以黄淮海流域为研究对象,按三级流域划分为59个三级区,通过空间网格化的反距离权重(IDW)插值方法,在0.1°×0.1°网格和0.2°×0.2°网格上对1951—2018年的降水数据进行分区插值,并且将通过0.1°×0.1°网格插值的数据与水资源公报的降水数据进行对比。结果发现:空间网格化插值的结果在时间尺度变化趋势上的拟合程度非常高,纳什系数(NSE)基本达到了0.8以上,相关系数基本达到了0.94以上,能精准、有效地反映出各分区年平均降水量在时间尺度上变化的趋势与程度;插值效果在黄河流域下游地区最差,与其狭长的流域地形有关;在降水量较少的地区,插值精度较低;随着网格密度增大,插值精度也会相应地有所提高,但提高程度不大,网格的密度增大4倍,插值精度上升了1%左右,黄淮海流域中黄河内流区的插值精度受网格密度变化影响最大。     

基于网格的大型船舶轨迹停留检测方法

为了提高大型船舶轨迹的停留检测效率，提出一种基于网格的停留轨迹检测方法，通过对矢量轨迹进行网格化提高运算效率，以轨迹点总停留时间作为网格密度解决轨迹点采样时间不均的问题。为了验证方法的实用性，采用真实样例轨迹数据进行检测和分类实验。实验结果表明：在检测效果方面，该方法检测正确率均高于88%且召回率均高于80%,能够满足停留检测的需求；在分类效果方面，其整体分类结果较为准确，能够有效区分锚泊和靠泊两种情况；在检测效率方面，该算法优于基于密度的噪声应用空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN)检测方法和基于空间关系的检测方法，且更适用于大数据量的处理。     

三维人脸的非均匀重采样对齐算法

为了用尽量少的网格点和面片数表示对齐后的三维人脸,基于分片的网格重采样思想,通过分析每片的曲率高低自动确定各片的网格稠密度,得到非均匀的网格结构,实现了不同三维人脸数据间点到点的一一对齐．实验结果表明:与以往的对齐算法相比,此方法不仅可以大大减少表示人脸的网格点数目,还可以较好地保持人脸的形状和外观特征;使用非均匀重采样做对齐后的三维人脸库建立的人脸模型进行人脸重建,比使用均匀重采样得到的人脸模型在重建速度上有了很大提高．     

粗糙节理的改进形貌表征方法及采样点距效应

为了定量表征粗糙岩石节理的三维形貌特征,采用三维工业扫描仪X3对3组天然红砂岩节理进行三维激光扫描试验. 基于Delaunay点云离散算法重构岩石节理面,分析单个微单元体与剪切方向的几何关系,提出改进模型来描述潜在接触部分随表面有效倾角门槛值的变化特征,并研究节理粗糙度随采样点距的变化规律. 结果表明：改进模型与试验结果较吻合,精度优于传统的Grasselli模型. 基于改进模型提出新的粗糙度评估参数,该指标满足量纲分析的要求,能准确捕捉节理粗糙度的各向异性特征,可以用于表征天然岩石节理的粗糙度. 发现节理形貌表征存在采样点距效应. 随着采样点距的增大,节理粗糙度不断减小. 在特殊情形下,采样点距增大会导致粗糙度增大,主要是因为放大了节理的一阶粗糙度特征.     

无网格法计算中厚板弯曲问题

无网格数值方法用于中厚平板结构的数值计算，与传统的数值方法不同，无网格数值方法只需准备节点数据，不必划分单元，减少了数据准备工作．采用最小二乘法构造形函数，从能量泛函的弱变分形式中得到控制方程，并用拉氏乘子法满足本质边界条件，从而得到偏微分方程的数值解．通过计算可见，无网格数值方法和有限元相比具有精度好、后处理方便等优点．     

基于kd-树的差分隐私二维空间数据划分发布方法

为解决现有基于网格结构的差分隐私二维空间数据划分发布方法可能引起局部划分过细导致查询精度低的问题,提出了基于kd-树的差分隐私二维空间数据划分发布方法-kd-PPDP算法(differentially privacy partitioning publication algorithm based on kd-tree)。算法采用了kd-树算法思想,通过启发式地识别网格化后数据分布情况并合并相邻近似网格单元来防止局部划分过细问题,从而减少所添加的噪声,提高查询精度。通过实验对比分析了kd-PPDP算法与现有基于网格结构的划分发布方法的查询误差以及时间效率,结果表明了该算法的有效性和可行性。     

油藏Voronoi网格化的研究

Voronoi网格具有很强的灵活性和局部正交等特点,可以把局部细分网格与基本粗化网格有效地结合在一起,满足了油藏数值模拟技术对于大范围粗格化模拟、局部精细化描述的需要.对Voronoi网格的生成技术进行了分析和研究,提出了一种新的生成方法:把油藏区域按断层、井层、基层分层,针对不同层,采用不同的几何模型布点,最后采用间接法构造Voronoi网格.从计算几何的角度把层干扰归纳为点与点、点与线和线与线3类,并给出了相关的解决措施,重点对断层与垂直井、水平井的干扰进行处理.通过Voronoi网格化模型,验证了该算法的正确性和有效性.     

心外膜标测系统图形显示软件的设计

心外膜标测是一种精确测量和观察分析心脏电活动的方法,辅以直观的实时显示图能为外科及内科医生提供一条准确迅速的判断指标．介绍了基于VC 的64导心外膜Mapping标测系统的软件设计与实现,包括特征点提取算法、多导同步心电监测、等值线图的绘制等．并着重介绍了其中的等值线图绘制的两种方法:一是对网格数据实施等值线追踪后,连接各等值点,再加注数值标记即可;二是对网格化的数据按照一定的规则,直接对各分块填充不同的颜色,配上颜色尺度条便可表征不同的数据．     

Gerris数值方案及其在海洋数值模拟中的应用

基于动态自适应网格的开源软件Gerris受到越来越多海洋和水文研究者的关注.概述了Gerris开发背景、研究现状和特点,详细阐述了Gerris数值方案,包括动态自适应网格、动态负载平衡技术原理、广义正交曲线坐标系、内嵌复杂固体边界和地形数据的处理方法,并探讨了Gerris在海洋数值模拟中的初步应用.结果表明,Gerris动态自适应网格在多尺度问题模拟中的优势独特,在海洋数值模拟应用中可通过自适应网格提高地理特征的精度,通过GTS(或KDT)格式的数据来处理地形和网格,达到同时兼顾精确性和易用性的目的,使得Gerris与其他海洋模式进行有机结合成为重要发展方向.