基于云模型和数据场算法的河口河床变迁分析
在数域空间 中, 据并 不是独 立存在 的, 了体 现各 自价值 数 为
可以模仿 物理 辐射 , 想象 每个数 据都 辐射 预警则难以应付。而且 , 随着 科技 的进步 , 电子测 量工 具和 数字 及其对周围的影 响力 , 数据能量 。数据通过数 据辐 射将其 本身 的能量从 样本 空 间辐射 化手段被广泛应用 , 致使存储于计算机 中的空 间数 据也 已丰富到 接受 数据 能量并 被数 据 辐射所 覆盖 的 区域称 之为 了人 力无法处 理 的程 度。正是 由于 这些对 海量 空间数 据智 能处 到母体 空 间 , 数据场 ”1 _ 。 理和实时分析的客观 需求 , 催生 了一 门崭新 的学科 , 即空 间数据 “
基 于 云 模 型 和 数 据 场 算 法 的 河 口河 床 变迁 分 析
丁 玉 麒
摘 要: 在分析前人研 究成果的基础上 , 运用云模 型和数据场结合的算法 , 对河 口河床 的空间数 据 , 出一种基 于空间 针 给 数据挖 掘的智能变迁分析方法 , 为后 续的数据 分析提供 了依据和 指导。
云模型的定义 : 设论域 U={ , 为 u上的定性概 念 , = 2 实验 过程 } (
. U) 对 的隶属程度是一个 有稳定倾 向的随机数 C ( [ , ] 2 1 实验数 据 区域 ) 0 1 ,
则称概念 从论域 U到区间 [ ,] 0 1 的映射在数 域空间的分布称为
第3 8卷 第 6期
2012年 2月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURE
Vo . . 1 38 No 6
96 2 ( 0 2 0 — 2 70 10 —8 5 2 1 )6 0 8 —2
云模 型相 结合 的算法后 , 高 了云模 型的计算 精度 , 空间数 据 提 在
中 。
的智 能分 析方 面有 了长足 的进步 , 并将其 运用到 了三 峡宝塔 滑坡 中对某 一概念 的云滴 , n为子样容量 z 为描述空 间实体 的数 ) 本文在前人 的研究成果上 , 尝试运用云模 型和数 据场结合 的 概念 的一个辐射亮度 函数 。
算法 , 针对河 口河床 的空 间数 据 , 出一种基 于空 间数据 挖掘 的 给
智能变迁分析方法 。
利用 云滴 的数 据辐射对 . f的一种估 计为 J 厂) ( :
1 算 法理 论
1 1 云模 型 .
云模 型简单 地说 就 是 一 个定 量 数 据 和定 性 概 念 的 转 换模 型 , 同时包涵 了人类 知识 中的随机 性 和模 糊性 这 两种 不确 它
云 ( l d 。 Co ) u
实验采用 两期长江河 口的水 深数 据 , 围是南支 吴淞 口到浏 范 河 口区域 , 时间为 2 0 00年 1 月 和 20 年 1 1 0 1 0月。之后再通过 A — u
云模 型是 通过三个 数字特征—— 期望 E 、 E 和超熵 以 t A 熵 o D和 S r r C uf 软件将不 规则 的坐标 点 内插 为 同区域 的 D M 格 e E 并求得 两期高程的差值 。但 仅是 以不 同颜色标 识的冲 淤情 及 云期望曲线 来描绘 云形 态 的一 种不 确定 映射关 系 。由于正态 网点 , 分 布的普适性 , 实际计算 中多采用正态云模型 0。 1 ] 况 , 于河 床的变迁 分析还需 要人 类专家的解读 , 对 不具智能性 。
云模 型最 初被应用 于不 确定 性人工智能领 域 , 之后又 陆续与 合 , 以完善对于 云的不确定 的认识 。 前馈 神经网络 、 pir算法 等相结 合 , Ar i o 广泛 用于各 种不 确定
性 知识 发现和关 联规则 挖 掘领域 。而王树 良教授 提 出数 据 场和 函数 , 来提高逆 向云发生器 的精度 。
. 和粗糙集 等理论 的基本概念并将 其运用 于人 工智 能领域 。之后 , 1 3 云 滴的概 率 密度辐射 估计
李德仁 院士及其学生 邸凯 昌 、 王树 良 等在此 基础上 又系统地 粗空间和数据 场、 云模型在空间数据中相结合的理论 。 对于云模 型的整个 云团而言 , 高概率元 素对定 性概念 的贡献 则必 研究 了粗集 和云理论在空 间数据 中的应用 , 并相应地 提 出了地学 要 大于低 概率元素 。若是随机增加样本云滴的观测次数 ,
能够得 到更 为精 确 的结果 。因此 , 以把 云模 型 和数 据 场相 结 可 对于不完备的云滴样本 , 以通过 求出数据分 布的概率 密度 可 假设 2 l, , z} ={ 1 …, 为来 自母体 的样本 在基 础论域 :
据母 体 的概率密度 函数 ; ) C ( 为辐射 云滴在基 础论域 中对
挖掘。
数据场的存在 , 需要满足独立 性 、 近性 、 就 遍历性 、 叠加 性 、 衰
通常可 以把空间数据通过数 空间数据 挖掘是对非 空 间数据 挖掘 的一种 扩展 … 。在 国 内 减性 和各 向同性等条件 。在其计算中 , 据辐射 向数域空间中发射数据能量看作扩展 的广义核辐射作用 。 数据挖掘领域 , 李德毅院士和杜鹚 ’ 率先阐述 了云模 型 、 据场 数
定性 。
(= c ) f = C ) ) ( r (
其 中, 0 是 常数 , d> , 叫做辐射 单元 。
( 1 )
为了提高 云模 型的精度 , 采用数据辐射 估计所得 的云滴 概率
密度值 为权对 云模 型的期望 、 熵和超熵进行 加权计算 的方法 即称
为辐射拟合法 。
关键词 : 河床 变 迁 , 间数 据挖 掘 , 模 型 , 据 场 空 云 数
中 图 分 类 号 :V 4 T 13
文献标识码 : A
O 引言
一
极大地节省了计算和存储资源 。因此 , 仅是注 重数据 的整体规 若
便可运用 云模型进行压缩和归纳 。 直以来 , 对河 口河 床 的变迁分 析都是 以冲淤分 析法 、 沉积 律性 , . 学分 析法或是泥沙动力 学分 析法 为主 , 是在实 际操 作 中都 需要 1 2 数 据 场 但
地理数据库模型在河口海岸地理信息系统数据库设计中的应用分析
地理数据库模型在河口海岸地理信息系统数据库设计中的应用
分析
张文;周云轩;沈芳
【期刊名称】《测绘与空间地理信息》
【年(卷),期】2005(028)001
【摘要】针对河口海岸数据特点,本文将第三代地理数据库模型GeodataBase引入到河口海岸地理信息系统数据库建设中,在建立河口海岸地理数据模型的基础上,实现河口海岸环境数据重要特征的表达与融合.
【总页数】7页(P9-15)
【作者】张文;周云轩;沈芳
【作者单位】华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海,200062;华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海,200062;吉林大学,地球探测科学与技术学院,吉林,长春,130026;华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海,200062
【正文语种】中文
【中图分类】P208
【相关文献】
1.研究三维城市地理信息系统数据库设计要点 [J], 莫梅
2.藏传佛教寺庙地理信息系统数据库设计 [J], 王海涛;任福;曹学诚;王芸;李晨瑞
3.时空数据库模型和时间地理信息系统框架 [J], 唐新明;吴岚
4.时空数据库模型和时间地理信息系统框架(续) [J], 唐新明;吴岚
5.城市地理信息系统中基础数据库设计与实现研究 [J], 杨利娟
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河口区重大工程活动对河床演变影响的数值模拟研究
沿海 高速建设 等 ; 同时航道 升级 和开 发也 在逐步 实施 , 如 广州港 出海航道 三期工程 、 圳 西部公 用航 道工 程等 ; 深 另 外, 举世 瞩 目的港珠 澳 大 桥工 程也 已开 工建 设 。如 此众 多 的工 程建设 , 无疑 会 导致 伶仃 洋 水 域水 沙 动力 环 境 的 变化 。而其 中不乏 规模 宏 大 的建设 项 目, 广 州港 出海 如 航道三期 工程 和港 珠 澳大 桥 工程 。以往 的研 究 , 以 口 多 门为 界 , 析 工 程 建设 对 伶 仃 洋 水 域滩 槽 变 化 的影 响 。 分
口门的整治开 发 、 大铲 湾 港 区工 程 、 深圳 机 场工 程 、 深圳
对 于河 口区 的大型 涉水 工程 , 其影 响 可能 波及 河 口
区乃至 上游 三角 洲 网河 区 , 因此研 究 考虑 先应 用一 维 网
河 区 、 维河 口区联 解 的潮 流 泥沙 数 学 模 型 , 从 联 解 二 再
第 2期 21 0 1年 2月
广 东 水 利 水 电
GUANGD0NG ATER W RESOURCES AND HYDROPOW ER
No 2 . Fe 2 1 b. 01
河 口区 重 大 工 程 活 动对 河 床 演 变 影 响 的数 值 模 拟 研 究
卢 素 兰 , 星科 , 蒋 吴 琼
:
影 响水域再应 用局部 二维潮流 泥沙数 学模 型进 行河床 冲 淤变 化 的详 细研 究 。笔 者 认 为 , 个 研究 思 路 是合 理 可 这 取的, 既全面又 有侧 重 点 。伶 仃 洋 水域 的开 发 建设 将 继
续下 去 , 重大项 目必不可少 , 如近期 重 新提 上议事 日程 的 大小 铲岛规划港 区项 目。本研究 既可 为工程 项 目的方 案 节 点方 程 :
科技成果——河道演变分析及模型数据处理软件
科技成果——河道演变分析及模型数据处理软件
技术开发单位
长江水利委员会长江科学院
成果简介
该实用技术围绕河道演变分析、河流数值模拟与物理模型试验过程中的数学模型构建与计算分析、物理模型制作及数据采集处理、水沙及地形数据分析等方面的自动化、智能化、标准化及高效性的关键技术难题与关键科学问题,深入研究了河流模拟演变分析中建模、计算、处理及分析等方面的内容,形成了河道模拟及演变分析集成技术平台。
应用于河势监测、河道演变与治理、防洪安全方面相关的多个项目中,发挥了显著作用,能显著提高水利信息化水平,为相关科学研究、咨询设计及工程管理等提供技术支撑。
技术特点
河道演变分析及模型数据处理软件技术可以实现河道数值模拟、模型试验及河演分析等方面的数据综合处理综合。
在河流数值模拟、模型试验及河演分析等方面能显著提高水利信息化水平,为相关科学研究、咨询设计及工程管理等提供技术支撑。
适用范围
适用于河流模拟数值模拟及物理模型试验、河道与航道演变分析、河势监测、防汛决策等相关科学研究、咨询设计及工程管理等。
河口水沙数学模型的并行化研究
河口水沙数学模型的并行化研究
程文龙;史英标;吴修广
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2013(044)015
【摘要】为了提高河口水沙数学模型的计算速度,通过基于共享内存的OpenMP 和基于区域分解的消息传递模型(MPI并行)两种并行方法,将串行的河口水沙数学模型并行化.将并行模型应用到钱塘江河口潮流泥沙运动模拟实例中.结果表明,该并行模型能大大提高计算速度.其中,OpenMP方法并行效率较低,而基于区域分解的MPI并行有很好的加速效果,在64个处理器上加速比可接近36,具有较大的推广价值.
【总页数】4页(P54-57)
【作者】程文龙;史英标;吴修广
【作者单位】浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州310016;浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州310016;浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州310016
【正文语种】中文
【中图分类】TV148
【相关文献】
1.水沙河口衔接数学模型的研究及其应用 [J], 刘江川;李大鸣;李玲玲
2.支流河口水沙运动的二维数学模型研究 [J], 陆永军
3.水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用 [J], 徐学军;唐建华;王玉臻;赵升伟
4.淤泥质河口水沙运动数学模型相关问题 [J], 雷文韬;夏军强;谈广鸣
5.珠江河网与河口一、二维水沙嵌套数学模型研究 [J], 张蔚;严以新;郑金海;诸裕良
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基于信息熵的河床演变分析
t i v e l y a n a l y z e t h e l f u v i a l p r o c e s s . T a k i n g s i x r e a c h e s i n t h e l o we r Y e l l o w Ri v e r a s s t u d y a r e a s ,t h e o b j e c t i v e we i g h t s
系统越 有序 的 结 论 .
关键词 :信息熵 ;河 床演 变 ;权 重 ;黄河下游河段
中 图分 类 号 :T V1 4 7 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :0 4 9 3 — 2 1 3 7 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 3 4 7 — 0 7
Ana l y s i s o f Fl uv i a l Pr o c e s s Bas e d o n I nf o r ma t i o n Ent r o py
年 份 信 息熵 的 大 小 ,依 次 是 花 一 夹 河段 、 夹一 高河 段 、 高~ 孙 河段 、 孙一 艾 河 段 、 艾一 泺 河段 和 泺一 利 河 段 ,表 明
年份信 息熵越 大河型越 不稳 定 ,年份信 息熵越 小河型越稳定有序 ;同时验 证 了信息熵越 大 系统越 混乱 、信 息熵越 小
t h e y e a r i n f o m a r t i o n e n t r o p y c o n c e p t o f t h e lu f v i a l p r o c e s s we r e p r o p o s e d, a n d t h e f o r mu l a wa s p r o v i d e d t o q u a n t i t a —
河口海岸泥沙数学模型研究
河口海岸泥沙数学模型研究河口海岸是地球上一种独特而重要的地理环境,具有复杂的动力和物质输运过程。
其中,泥沙输运是河口海岸过程的重要部分,它影响着河口海岸的形态、地貌和生态系统的功能。
为了更好地理解和预测河口海岸的行为,我们构建并研究了一个新型的泥沙数学模型。
我们的模型基于以下假设:河口海岸的泥沙输运主要受到水文条件、地形和海洋环境的影响。
我们用一系列偏微分方程来表达这个系统,包括水流速度、泥沙浓度、地形变化等。
我们还考虑了泥沙的沉积和侵蚀,以及与周围环境的相互作用。
我们选取了一个具体的河口海岸作为案例,将我们的模型应用于此,以检验其有效性和准确性。
通过与实地观测数据进行比较,我们的模型在预测泥沙输运、沉积和侵蚀方面表现出良好的性能。
这表明我们的模型可以有效地应用于实际问题的解决。
我们的模型具有几个主要的优点。
它考虑了多种影响因素,如水流、泥沙浓度、地形等。
我们的模型具有良好的灵活性,可以适用于不同的河口海岸环境。
然而,我们的模型还有一些局限性,例如在处理一些极端环境条件时,可能需要更复杂的物理机制和更精确的参数设定。
我们的河口海岸泥沙数学模型提供了一种有效的工具,可以帮助我们理解和预测河口海岸的行为。
尽管还有改进的空间,但这个模型已经展示出其在研究和应用中的重要价值。
希望我们的工作能为未来河口海岸研究提供有价值的参考和启示。
我们将继续研究和改进我们的数学模型,以更好地理解和预测河口海岸的行为。
我们将以下几个方面:一是提高模型的精度和适应性,以应对更复杂的环境条件和需求;二是将模型与其他相关模型进行集成,形成更完整的河口海岸系统模型;三是加强模型的验证和测试,以确保其准确性和可靠性。
我们也将利用先进的计算技术和算法,提高模型的计算效率和性能。
这将使我们能够更有效地解决实际问题,并为河口海岸的研究和管理提供更强大的支持。
河口海岸泥沙数学模型研究是一项富有挑战性和实用性的工作。
通过建立和应用数学模型,我们可以更好地理解和预测河口海岸的行为,为相关研究和应用提供有力的支持。
大河三角洲河口海岸演化机理模型研究(I)模式理论与进展
收稿日期:2002-07-22;修订日期:2002-11-12 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40271020);中国科学院知识创新工程方向性项目(KZCX2-207-05、KZCX2-202-01);中国科学院知识创新工程领域前沿项目 作者简介:李国胜(1963-),男,江苏常州人,研究员。
主要从事海陆相互作用过程遥感与GIS 模拟研究。
大河三角洲河口海岸演化机理模型研究:(I )模式理论与进展李国胜1,李柏良1,王 凯2(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101; 2.中国科学院海洋研究所,青岛 266071)摘要:从水沙通量变化对大河三角洲河口海岸建造及地貌演化的影响机理角度,通过研究目前国际上普遍采用的统计模型、几何模型、沉积动力学模型,以及数值模拟模型四种方法在建立大河三角洲河口海岸演化机理模型研究中的各自特点和不足,提出了建立宏观尺度机理模型的初步设想,并对运用Lagrange 余流建立海岸演化机理模型所涉及的余流场的尺度转换、总余流场的建立和表达、用长期余流场构建泥沙起动、输运和沉积条件模式以及一线模型与三维动力模式耦合等关键性问题,提出了初步解决方案。
关 键 词:河口海岸;水沙通量;长期演化;机理模型;研究进展中图分类号:P737.12+1 文章编号:1000-0585(2003)01-0021-091 引言大河三角洲沿岸及其邻近的浅海陆架区以其巨大的河流物质供应和复杂的水动力条件,成为全球变化研究的典型区域。
因此,在一些全球性大型国际研究计划如IG BP 中的全球海洋通量联合研究、海岸带陆海相互作用研究,以及全球海洋生态系统研究与监测等,都把大河三角洲区域海陆相互作用研究作为全球变化研究的重要领域加以重视。
1991年成立的海岸带陆海相互作用(LOICZ )核心计划委员会积极有效地推动了新技术方法在海陆相互作用研究中的应用。
例如建立港湾环流—海岸海洋耦合模式,研制海岸风暴潮漫滩模式,建立与岸线稳定性有关的信息系统,对飓风灾害对海岸系统的影响进行模拟研究等。
运用遥感卫星照片分析黄河河口近期演变
运用遥感卫星照片分析黄河河口近期演变
吉祖稳;胡春宏
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】1994()3
【摘要】本文在收集多时相卫星照片的基础上,分析了黄河口地区近期(197
6-1992年)清水沟流路、沙嘴及其附件海岸线的演变情况,初步探讨了水来沙与沙嘴演变之间的相互关系,以及沙嘴淤进、蚀退幅度对附近海岸线的影响情况,此外,对黄河海港及钓口河流路断流之后的海岸线变化进行了定性分析。
【总页数】11页(P12-22)
【关键词】黄河;河口演变;遥感卫星;照片;泥沙
【作者】吉祖稳;胡春宏
【作者单位】水利水电科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TV148.1
【相关文献】
1.基于遥感图像的黄河口近年演变特征分析 [J], 李梦楚;胡春宏
2.基于卫星遥感数据的河口区生态环境状况评价——以黄河三角洲垦利县为例 [J], 孟岩;赵庚星
3.近期黄河口沙嘴演变遥感信息的拓扑模型研究 [J], 刘宝银;王岩峰;高俊国
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基于小波变换的改进云模型在河口村水库监测数据异常识别中的应用
基于小波变换的改进云模型在河口村水库监测数据异常识别中的应用作者:建剑波霍吉祥何欣威任杰来源:《人民黄河》2022年第11期关键词:安全监测数据;小波变换;改进云模型:日变化速率;异常识别;河口村水库 1引言大坝安全监测是实时掌握大坝运行状况的重要手段,通过对监测数据进行分析可有效判断大坝安全性态。
通过建立适合的模型可实现对监测过程中的异常值识别及预警,常见的模型包括统计模型、确定性模型、混合模型等。
近年来,随着智能算法的发展,神经网络、支持向量机以及云模型等算法也被逐渐引入,用以提高识别精度。
其中,基于日变化速率的改进云模型对于识别运行过程中监测值异常突变具有良好的识别效果。
尽管不同的模型方法在一定程度上提高了监控模型精度,但监测数据序列作为一切研究的基础,其特征仍是制约模型精度的重要因素。
实际监测的数据往往包含一系列的随机噪声,使得监测数据受到不同程度的污染。
为避免各类噪声造成的异常值误报及虚假预警,确保异常值识别的精度,常采用滤波变换等方法对监测数据进行降噪等预处理,其中小波分析因具有快速实现、有效分离等特点而在大坝监测数据信噪分离中得到广泛应用。
本文针对基于日变化速率的云模型精度易受数据噪音干扰的缺陷,提出基于小波变换的改进云模型方法,并应用于河口村水库监测数据异常识别中,与传统方法的识别结果进行对比分析,验证所述方法的可行性和实用性。
2基于小波变换的改进云模型2.1小波分析与去噪大坝监测数据可理解为一组包含有噪声的信号序列,具体可由下式表示:从信号学角度看,一般真实信号表现为低频或比较平稳的信号,正常环境条件下的噪声信号的频率较高。
因此,当噪声混于真实信号中时,可通过阈值法实现小波降噪,其具体步骤为小波分解、阈值量化处理、小波重构。
小波分解过程中常用的小波函数包括Haar小波、Daubechies小波、Coiflet小波、SymletsA小波、Morlet小波、MexicanHat小波及Meyer小波等,其中Daubechies小波(一般简写为dbN,N为小波分解层数)由于具有较好的正则性,即该小波作为稀疏基所引入的光滑误差不容易被察觉,可使信号重构过程比较光滑,因此在大坝监测数据去噪中得到广泛应用。
基于进化算法和水质模型的河口污染物溯源方法
基于进化算法和水质模型的河口污染物溯源方法孙杰;章卫胜;荆立;韩笑;王青;孔俊【摘要】近年来河口地区水体污染突发事件日益增多,快速识别污染源发生的位置、时间和总量,对于防控措施的制定具有重要的研究价值.为此基于河口地区潮流动力特征,通过变量解耦、优化遗传算法和水质扩散模型,提出了一套适用于河口地区的溯源方法.通过引入基于拉格朗日方法的大尺度粗筛,明确溯源范围;再基于考虑权重系数的遗传算法和适应度指标法,进一步优化污染源位置和发生时间;最后基于解耦模型实现泄露总量的判定,确保了计算效率和和预测精度.模型进一步应用于福建省泉州湾河口地区的污染源识别.研究结果表明,模型在单观测点信息源的情况下,仍具有良好的鲁棒性和溯源准确性,若观测点增加,通过交叉验证可消除观测误差的影响,给出更为准确的溯源结果,证实该方法不受限于实测数据源的多少,具有较好的推广和应用性.该方法可以辅助河口及海岸地区水污染的快速溯源和调查取证,协助相关部门采取必要措施减轻水污染造成的不利影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2019(019)014【总页数】7页(P384-390)【关键词】河口地区;水污染;溯源模型;拉格朗日法;遗传算法【作者】孙杰;章卫胜;荆立;韩笑;王青;孔俊【作者单位】河海大学,江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室,南京210098;南京水利科学研究院,南京210029;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092;河海大学,江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室,南京210098;河海大学,江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室,南京 210098;河海大学,江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室,南京 210098【正文语种】中文【中图分类】X143伴随着经济的发展,工业生产领域和水上运输业的规模也不断扩大,污染现象也愈加严重,尤其是突发性水污染事件日益增多[1]。
