检索结果-内蒙古大学图书馆

地球信息科学学报 2023年第7期25卷 1297-1311页

作者：张彤刘仁宇王培晓高楚林刘杰王望舒武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 奥地利维也纳工业大学测量与地理信息系维也纳A-1040

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是... 详细信息

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是纯数据驱动模型在表征能力、可解释、泛化能力、样本利用效率方面还存在很多不足。常规机器学习方法在地学领域的应用还面临时空异质性、样本稀疏等带来的挑战。近年来感知物理先验的机器学习方法可以在物理原理不太明确的情况下更有效地利用观测数据描述和分析动态系统,受到了广泛关注,并在物理、计算机、生物、医学和地学等领域得到了一定的应用。近年来人工智能和机器学习技术已经大量应用于地理学尤其是地理信息和遥感领域,受到地理学者广泛重视,被称为地理空间智能,并已成为一个热门的研究方向。感知物理先验的机器学习方法融合了模型驱动和数据驱动思想,为地理空间智能研究带来新的研究范式,促进各种复杂地理现象的精细描述和预测。本文首先分别从物理先验的表达形式和如何在机器学习中集成物理先验两方面概述了该领域的进展。物理先验是在机器学习建模之前已经存在、独立于机器学习方法的知识。本文从增广的数据和定制特征、物理定律和约束规则、支配方程、几何特性等方面总结物理先验知识的表达形式。主要从机器模型约束建模、辅助任务设计和模型的训练推理角度总结如何在机器学习模型中有效集成各种物理先验。本文基于以上的综述框架,结合地学机器学习和地理空间智能的发展和前沿问题,探讨了地理时空先验与其他物理先验的关系,简要总结和分析了目前感知时空先验的地理空间智能方法研究案例,探讨了时空先验表征以及集成时空先验地理空间智能的未来研究规划和应用前景。随着感知物理先验的机器学习方法研究的快速发展,我们相信感知时空先验的地理空间智能研究未来将逐步构建起跨多时空尺度的通用地理表征、分析、预测和解释框架,不仅能更好地解决地理信息科学的传统问题,还将鼓励地理学者与其他相关学科一起建立交叉研究的前沿机会,探索解决人类未来面临的共同挑战。

关键词：物理感知的机器学习物理先验机器学习深度学习时空先验时空表征地理空间智能地理信息科学

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基于虚时间演化与谱方法的一类基态Wigner函数计算方法

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计算物理 2022年第6期39卷 651-665页

作者：詹泓飞蔡振宁胡光辉澳门大学科技学院数学系中国澳门特别行政区999078 新加坡国立大学数学系新加坡119076 珠海澳大科技研究院中国广东珠海519031 澳门大学粤港澳数据驱动下的流体力学与工程应用联合实验室中国澳门特别行政区999078

基于虚时间演化法,实现基态Wigner函数的数值计算。考虑到Wigner函数是一个高维相空间函数,通过引入合适的谱方法以降低问题的维度,并处理所得控制方程中的全局算子。首先,从Schr9dinger波函数的虚时间演化方程出发,推导得到适用于Wigne... 详细信息

基于虚时间演化法,实现基态Wigner函数的数值计算。考虑到Wigner函数是一个高维相空间函数,通过引入合适的谱方法以降低问题的维度,并处理所得控制方程中的全局算子。首先,从Schr9dinger波函数的虚时间演化方程出发,推导得到适用于Wigner函数的控制方程。然后,根据方程中卷积项的不同表达,基于简化Grad矩方法和傅里叶伪谱方法,分别设计两类p空间上的离散方法,并阐述其中的求解细节。此外,基于所提出的数值框架,探讨基于密度泛函理论的基态计算。其中,针对简化Grad矩方法下的密度泛函计算,提出一类密度高阶导数的重构方式。最后,数值算例展示所提方法的有效性,以及方法在多体问题中的应用前景。

关键词： Wigner函数基态虚时间演化法谱方法密度泛函理论

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考虑水沙和风沙过程的海滩-沙丘系统耦合演变数学模型研究综述

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河海大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 81-90页

作者：张弛卜鑫涛刘建辉李元隋倜倜陈大可河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

海滩-沙丘系统耦合演变数学模型同时考虑近岸水沙和风沙过程,可以更好地预测砂质海岸在更大空间尺度上的地貌形态演变,为海岸带保护修复和综合管理提供依据。从概念模型、基于水沙过程的海岸地貌演变模型、海岸风沙输移模型、水沙-风沙... 详细信息

海滩-沙丘系统耦合演变数学模型同时考虑近岸水沙和风沙过程,可以更好地预测砂质海岸在更大空间尺度上的地貌形态演变,为海岸带保护修复和综合管理提供依据。从概念模型、基于水沙过程的海岸地貌演变模型、海岸风沙输移模型、水沙-风沙耦合模型4个方面概述了海滩-沙丘系统耦合演变数学模型的研究进展。现有海滩-沙丘系统耦合演变数学模型可以模拟风暴作用下的海滩-沙丘侵蚀和泥沙交换、供应限制条件下的风沙输移和沙丘发育等物理过程,并初步具备多年时间尺度上的模拟能力,但在适用性、准确性和计算效率等方面仍存在不足,提出该类模型关键物理/生物过程的考虑、计算效率的提高、空间维度的拓展和实际应用的检验等今后的发展方向。

关键词：水沙运动风沙运动海滩海岸沙丘地貌演变数学模型

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全自动内窥镜清洗机的机械手抗摆控制

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计算机测量与控制 2023年第10期31卷 122-127,133页

作者：谈震锞刘飞王志国江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学自动化研究所江苏无锡214122

为满足当前大量的内镜临床手术需求,对内镜的清洗和消毒提出了更高的要求;而全自动内窥镜清洗机中受到物理结构的限制,因此将转运部件设计成特殊结构的机械手;针对其在移动过程中竖杆摆动的欠驱动问题,采用滑模控制的方法,抑制了因机械... 详细信息

为满足当前大量的内镜临床手术需求,对内镜的清洗和消毒提出了更高的要求;而全自动内窥镜清洗机中受到物理结构的限制,因此将转运部件设计成特殊结构的机械手;针对其在移动过程中竖杆摆动的欠驱动问题,采用滑模控制的方法,抑制了因机械结构而引发的摆动,完成了快速定位和抗摆的目的;首先对机械手竖杆转动惯量不能忽略的特点建立了机械手系统的数学模型;根据位移和角度之间的耦合关系设计了滑模面和控制律;接着利用LaSalle不变性原理和Lyapunov方法证明系统有限时间抵达滑模面并最终渐近稳定,同时给出控制器参数的整定;最后实验结果表明机械手系统在控制器的作用下,实现了快速定位到指定位置且使竖杆的摆动幅度尽可能小的优越效果,对医疗设备的研制有应用价值。

关键词：欠驱动机械手抗摆控制滑模控制内窥镜清洗机医疗器械

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基于深度学习的延安狗头枣外部品质分级

基于深度学习的延安狗头枣外部品质分级

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2021中国自动化大会——中国自动化学会60周年会庆暨纪念钱学森诞辰110周年

作者：何进荣石延新田景杨延涛延安大学数学与计算机科学学院农业农村部农业物联网重点实验室陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室沈阳航空航天大学计算机学院

延安狗头枣因其个大味美深受消费者青睐,已成为农民致富增收的重要途径。研发高效准确的狗头枣外部品质自动分级技术,是狗头枣产业亟需解决的关键问题之一。针对传统计算机视觉技术在狗头枣外部品质分级中的准确率较低、鲁棒性较差的问... 详细信息

延安狗头枣因其个大味美深受消费者青睐,已成为农民致富增收的重要途径。研发高效准确的狗头枣外部品质自动分级技术,是狗头枣产业亟需解决的关键问题之一。针对传统计算机视觉技术在狗头枣外部品质分级中的准确率较低、鲁棒性较差的问题,提出了一种基于深度学习的延安狗头枣分级方法 DXNet,在对比传统卷积神经网络等经典模型后,采用核心部分融合的方式对模型进行优化改进。提取出传统网络的卷积部分进行融合,多个卷积块共同作为图像特征提取器,加入全局池化技术增强模型性能,共用全连接层作为分类器,同时采用归一化层和正则化技术防止模型过拟合。实验结果表明DXNet分级准确率高于传统模型,分级准确率达到了97.40%,验证了该方法应用于狗头枣外部品质分级的可行性和有效性。

关键词：卷积神经网络深度学习狗头枣分级外部品质

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求解随机常微分方程的平均单支θ-方法

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数值计算与计算机应用 2022年第1期43卷 49-60页

作者：何鼎胡鹏中国地质大学(武汉)数学与物理学院武汉430074

本文针对随机常微分方程(Random ordinary differential equations)的路径近似提出了平均单支θ-方法.在单边Lipschitz条件下,得到该方法的路径收敛性,并研究了此类方法的B-稳定性,证明当θ∈[1/2,1],方法是B-稳定的.最后,{数值实验}验... 详细信息

本文针对随机常微分方程(Random ordinary differential equations)的路径近似提出了平均单支θ-方法.在单边Lipschitz条件下,得到该方法的路径收敛性,并研究了此类方法的B-稳定性,证明当θ∈[1/2,1],方法是B-稳定的.最后,{数值实验}验证了本文的结论.

关键词：随机微分方程平均单支θ-方法路径近似收敛性 B-稳定性

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随机约束满足问题相变研究综述

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计算机工程与科学 2022年第7期44卷 1321-1330页

作者：牛鹏飞王晓峰芦磊张九龙北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏银川750021 北方民族大学图像图形智能处理国家民委重点实验室宁夏银川750021

随机约束满足问题是经典的NP完全问题,在理论研究和现实生活中有着广泛应用。研究人员发现随机约束满足问题存在相变现象,近几十年来关于此问题相变的研究成果不断涌现。从随机图着色问题和随机可满足问题2个最经典的随机约束满足问题入... 详细信息

随机约束满足问题是经典的NP完全问题,在理论研究和现实生活中有着广泛应用。研究人员发现随机约束满足问题存在相变现象,近几十年来关于此问题相变的研究成果不断涌现。从随机图着色问题和随机可满足问题2个最经典的随机约束满足问题入手,从算法研究、理论物理和数学证明3个方面综述了随机图着色问题和随机可满足问题的相变研究成果。最后对随机约束满足问题相变的研究趋势进行了展望。

关键词：随机约束满足问题随机可满足问题随机图着色问题相变

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不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

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2018年全国固体力学学术会议

作者：伍鲍吴凤超朱银波何安民吴恒安中国科学技术大学近代力学系应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时,将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来,这就是强冲击作用下的微喷射现象。本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程。研究... 详细信息

当强冲击波在金属自由表面反射卸载时,将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来,这就是强冲击作用下的微喷射现象。本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程。研究结果表明:不同加载波形对射流尖钉的速度几乎没有影响,然而对气泡速度产生显著的影响,三角波加载下,气泡仍然保持非零的相对速度,这与实验中观察到的现象一致;进一步地,我们统计了喷射物质总量随时间的演化,并和基于RM不稳定性的射流增长模型进行了比较,结果说明未熔化或者部分熔化的金属锡基体会明显抑制射流的进一步增长;最后,我们统计了喷射物质总量随压力峰值的变化关系,发现了在三角波加载下,喷射物质总量在较低的冲击压力下就会饱和。通过对卸载路径的分析,可以看到随着金属锡内部拉应力下降到零应力,其温度会快速上升,使得三角波加载下的金属锡在较低的压力下就可以发生熔化。

关键词：微喷射波形卸载熔化分子动力学

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波数约束的同步挤压变换及其在地震衰减估计中的应用

波数约束的同步挤压变换及其在地震衰减估计中的应用

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第六届油气地球物理学术年会

作者：陈旭平陈辉宋元伟胡英数学地质四川省重点实验室(成都理工大学) 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都理工大学计算机与网络安全学院(牛津布鲁克斯学院)

同步挤压变换为地震信号提供了高聚焦的时频表示,但缺乏对地震数据横向变化信息的约束,易误导地质解释人员给出错误的地震解释。为此,本文提出了一种波数约束的同步挤压变换并将其应用于地震衰减估计中。在短时傅里叶变换的基础上,所提... 详细信息

同步挤压变换为地震信号提供了高聚焦的时频表示,但缺乏对地震数据横向变化信息的约束,易误导地质解释人员给出错误的地震解释。为此,本文提出了一种波数约束的同步挤压变换并将其应用于地震衰减估计中。在短时傅里叶变换的基础上,所提出方法引入波数作为中间变量来链接不同地震道之间的时频谱变化特征,其构建的频率重排算子也不再是在频率域上而是被迁移到了频率-波数域上,因此所提出方法在获得高聚焦时频表示的同时更好地保护地震谱分解的横向一致性,进而提供更加稳定的地震衰减估计。与多重同步挤压变换相比较,在有无噪声环境下的效果分析和对比综合验证了所提出方法的有效性并凸显了其优势。

关键词：时频分析波数约束的同步挤压变换地震衰减估计同步挤压变换

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自适应瞬态提取W变换及其在致密砂岩薄层表征中的应用

自适应瞬态提取W变换及其在致密砂岩薄层表征中的应用

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第六届油气地球物理学术年会

作者：谢雨桃胡英陈旭平陈辉数学地质四川省重点实验室(成都理工大学) 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都理工大学计算机与网络安全学院(牛津布鲁克斯学院)

致密薄层砂体识别一直是非常规油气勘探领域发展的重要研究对象。本文提出了一种用于薄互层表征的自适应瞬态提取W变换,在W变换下引入自适应chirp调制窗口,保证信号能量在主频位置更好聚集,同时,对时间方向提取算子的不收敛问题进行了... 详细信息

致密薄层砂体识别一直是非常规油气勘探领域发展的重要研究对象。本文提出了一种用于薄互层表征的自适应瞬态提取W变换,在W变换下引入自适应chirp调制窗口,保证信号能量在主频位置更好聚集,同时,对时间方向提取算子的不收敛问题进行了强调并重新定义,解决了时频表征结果中信号之间明显的干扰现象。利用模拟地震信号和实际地震数据,证明了该方法有较好的时间定位性能,能够描述致密薄层砂体的边界结构特征,在致密砂岩薄层应用方面具有较大的潜力。

关键词：时频分析瞬态提取薄层表征致密砂岩信号处理

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