分形特征

摘要： 渝西地区是重要的深层页岩气潜力区。该文以龙马溪组页岩储层为研究对象,利用氩离子抛光场发射扫描电镜、总有机碳(TOC)测试、X射线衍射、低温氮吸附实验、地球化学元素测试等技术手段,通过对储层特征、沉积环境的系统研究,建立FHH分形模型,综合讨论龙马溪组页岩储层发育特征及其影响因素。结果表明,龙马溪组下部页岩储层矿物组分脆性矿物以石英为主,黏土矿物以伊利石为主;TOC平均值为2.84%,达到过成熟阶段;孔隙类型主要为有机质及生物化石孔隙、溶蚀孔隙、粒间孔、晶间孔以及微裂缝。纳米孔提供了主要的比表面积和储集空间,孔隙的孔径集中于40 nm以下。分形特征明显,分形维数值为2.76~2.85,表明孔隙结构相对复杂,具有非均质性,部分样品表现为双重分形特征。将纳米孔划分为渗透孔隙和吸附孔隙,孔隙体积和平均孔径与分形维数负相关性,平均孔径越小,孔隙体积越小,分形维数越接近于3。

摘要： 四川盆地南缘罗布向斜上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩具有厚度大、有机碳含量高、分布范围广、有机质热演化程度适中等特点,有可能成为下一步页岩气勘探的重要领域。为更好地表征研究区页岩非均质性及其对页岩气富集的影响,根据岩矿、地化、测井资料以及CO_(2)和N_(2)吸附实验,对研究区五峰组—龙马溪组龙一;亚段各小层开展了页岩分形特征研究。结果表明,研究区各小层的总有机碳含量、矿物成分和孔隙度均存在较大差异,储集层非均质性强,页岩孔隙分形维数为2.7110~2.7948,平均为2.7470,其中五峰组和龙一;小层的分形维数较高,龙一;小层的分形维数最低;有机碳和生物成因石英对页岩微孔的发育具有促进作用,页岩平均孔径越小,孔隙数量越多,孔隙结构越复杂,分形维数越大。

摘要： 利用薄片观察、扫描电子显微镜(SEM)观察、X射线衍射(XRD)分析和高压压汞实验等手段,系统地研究鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系延长组七段(长7段)致密砂岩的岩性、物性、孔隙结构以及成岩作用特征,揭示孔隙结构和成岩作用对储层物性的控制作用,进而提出针对研究区长7段致密砂岩油储层的分级评价标准。长7段致密砂岩以长石岩屑砂岩为主,平均孔隙度和渗透率分别为9.7%和0.06 mD,整体上是一套致密砂岩储层。长7段成岩演化处于中成岩B阶段,其物性主要受控于压实作用和溶蚀作用。较好的颗粒结构、较高的石英和长石含量提升了相对优质储层的抗压实能力,石英和长石则为溶蚀作用提供物质基础,是相对优质储层发育的重要控制因素。储层的物性取决于孔隙类型和孔隙结构,原生孔具有较好的联通性,次生孔有利于提高孔隙度,但对渗透率影响较小。应用分形理论的定量计算结果表明,孔隙网络的非均质性与储层物性负相关,复杂的孔隙网络不利于优质储层的发育。根据孔隙表征和物性分析结果,将长7段致密砂岩储层分为3类。I和II类储层岩石颗粒较大,以原生粒间孔为主,非均质性较小,物性较好,是有利的勘探目标层。III类储层岩石颗粒较小,主要发育黏土矿物晶间孔,非均质性强,物性较差,不是致密砂岩储层油气勘探目标层。

摘要： 不同地形部位发育的土壤属性及其类型差异明显,探究山区不同地形条件下土壤类型的空间分异规律,对土壤资源的合理利用和定向培育具有重要意义。研究运用地理信息系统(GIS)技术和周长-面积法,分析探讨了不同海拔和坡度条件下贵州省主要土壤类型的空间分异与山地复杂地形条件的关系。结果表明:不同海拔和坡度条件下土壤类型空间分布差异明显。黄壤和紫色土在海拔>900~1 400 m、坡度>6°~15°之间的平均斑块面积最大、连片性最好、斑块构成最简单,而红壤则以海拔147~900 m、坡度>15°~25°间的连片性最好、稳定性指数最高;红色石灰土和水稻土连片性最好的坡度区间分别为>6°~15°和0°~6°,两者分布面积最大的海拔区间均为147~900 m,且随海拔和坡度增加两者的分维数也逐渐增大;草甸土和黄棕壤、棕色石灰土和棕壤连片性最好的坡度区间均为6°~15°、分维数最小的坡度区间分别为0°~6°和>6°~15°,四者均在海拔>1 900~2 890 m间的连片性最好、斑块镶嵌结构最简单;分维数表明黄色石灰土在0°~6°间的斑块结构最简单,而黑色石灰土则在>25°地区复杂度最低,但两者均在海拔>900~1 400 m、坡度>6°~15°之间的连片性最好。在贵州山地复杂地形条件下,土壤类型的连片性和分维数在一定程度上能够反映出主要土壤类型发生发育的最佳地形条件。

摘要： 无砟轨道不平顺作为线路服役状态的直接表征,一直是高速铁路检查与维修作业的核心。为了深刻而有效地掌握无砟轨道不平顺的时空分布特征,从分形几何的基础物理含义出发,确定轨道不平顺的分形特征,比选轨道不平顺分形维数的计算方法,通过分析典型高速铁路无砟轨道不平顺的累计检测数据,讨论分形维数进行轨道区段质量管理的可行性与合理性。结果表明:轨道不平顺具有典型自相似性和标度不变性的分形特征,各种分形维数方法进行轨道不平顺计算的结果具有显著差异性,变差法计算的精度、鲁棒性好,适合进行轨道不平顺分形维数计算;分形维数可以有效地表征线路轨道服役状态逐渐恶化的趋势,受线路作业维修干扰较少。建议结合线路具体养修条件,进一步对不同线路条件下轨道不平顺分形维数特征进行深入研究。

摘要： 采用自下而上的能源水足迹评价模型,对中国与"一带一路"沿线国家能源贸易隐含水足迹进行测算,解析其贸易结构及类型,并利用分形方法深入探究其位序-规模分布规律。结果表明:2001—2019年,中国能源水足迹出口规模较小且呈下降趋势,进口规模大且增长迅速;贸易结构以煤炭和石油水足迹为主,天然气水足迹占比小并持续提升;能源贸易隐含灰水足迹高于蓝水足迹。从贸易规模首位度来看,中国能源水足迹出口规模首位分布从不明显逐渐趋于明显,进口首位分布不明显且呈分散化趋势。中国与"一带一路"沿线国家能源贸易隐含水足迹位序-规模空间分布呈现多分形结构。出口中,高位序级别从集聚态演变为均衡态,中低位序空间分布较分散,东南亚是中国主要出口地区;进口中,高位序趋于均衡化,中低位序分裂化程度减轻,进口地区集中在中东少数国家,其次为俄罗斯和东南亚。

摘要： 为探究水-岩作用下的砂岩破裂变形机制,开展天然与饱水砂岩单轴压缩声发射实验与红外辐射观测实验,通过对各变形阶段的轴向应力、声发射能率、分形维数以及红外辐射频数直方图与偏度共同分析了水对砂岩力学性质、声发射以及红外辐射变化的影响。研究结果表明:水对岩石的抗压强度、承载能力等力学性质有明显弱化作用;水抑制了岩石的声发射活动以及裂纹发育规模,天然试样的平均峰值能率、能率释放活跃阶段的持续时间以及幅度均大于饱水试样,能率与应力同步性较饱水试样好;两类岩石声发射能率的关联维数均为升-降-升-降的变化规律,饱水试样声发射对裂隙离散无序发育以及聚集有序发育的响应时间均较天然试样晚,能率的释放较天然试样呈现更高的无序性;水增强了红外辐射的敏感性,饱水试样受载过程中升温区域逐渐增大,破坏时表现为岩石表面大面积升温,天然试样受载过程中温度变化幅度小且不稳定,破坏时表现为出现少数高温异常点,两类岩石峰值应力前均出现温度变化平静期。研究成果可为岩石灾变时地球物理信号响应机制提供理论参考。

摘要： 为保障风机的安全可靠运行,提出一种融合分形特征的卷积神经网络风机运行状态辨识模型。首先将分形等统计特征分析结果建立为初始样本特征数据集;用噪声环境下基于密度的空间聚类方法对样本状态进行标记,用正则化特征选择方法确定最终的样本特征数据集;最后建立卷积神经网络状态辨识模型。结果表明,模型准确率达到98.925%,为实现风机“事前维修”模式提供科学参考和理论指导,可以有效地应用于复杂机电系统状态辨识领域,为风力发电机组以及其他复杂机电系统的数据挖掘、模式识别提供了基础。

摘要： 为了研究页岩储层演化对其分形维数的影响,以鄂尔多斯盆地延长组低成熟度陆相页岩、松辽盆地沙河子组高成熟度陆相页岩、川南地区龙马溪组高—过成熟度海相页岩为例,利用X射线衍射分析、地球化学分析、氮气吸附实验等手段,结合FHH与热力学模型,研究不同分形维数的演化特征,利用灰色关联系数法分析不同演化阶段分形维数的控制因素。结果表明:低成熟度陆相页岩分形维数较低,高成熟度海相、陆相页岩具有较高的分形维数。高—过成熟度海相页岩中,较高的孔表面积与孔体积会造成孔隙复杂程度明显增高,但这种关系在低成熟度陆相页岩并不明显,可能是滞留烃造成微孔阻塞或覆盖孔隙表面,使分形维数下降。随着演化程度的增加,页岩储层分形维数的主要影响因素逐渐从矿物组成变成总有机碳含量。

摘要： 交通与城市空间结构有着密切的关系,二者协调一体化发展对城市群高质量发展有至关重要的作用。将关中平原城市群作为研究对象,旨在以分形理论视角研究城市群空间结构,以Hausdorff维数为依据,通过测算空间关联维数、牛鸦维数比、聚集维数等指标,充分考虑高速铁路、高速公路的影响,对比分析关中平原城市群及其周边四大城市群的空间结构特征及差异,力图为关中平原城市群高速铁路、高速公路与城市空间结构的协调一体化发展提供参考。结果表明:五大城市群各城市之间的空间分布都具有分形特征,但关中平原城市群城市间交通网络通达性和关联程度较高,且城市体系呈集聚态分布,从中心城市向四周呈现密度递减趋势。

摘要： 采用IPP(Image-Pro Plus)图像分析软件对贵州省贵阳市某工厂三种既有地基红黏土SEM图像的信息进行提取和处理,定性描述和定量分析土体的微观结构,并引入分形理论分析SEM图像,提出在IPP软件中获取颗粒三维分形维数的计算方法.结果表明:(1)抗剪强度参数随微观颗粒数、颗粒形态比的增大而增大,随颗粒平均面积的增大而减小;(2)颗粒分布及形态均具有明显的分形特征,分形维数介于2～3之间,抗剪强度参数均随颗粒分布及形态分维值的增大而增大;(3)与构建三维模型的方法相比,利用IPP软件计算土颗粒三维分形维数的方法具有可行性,简单易操作,结果可靠.

摘要： 各类涉烟违法者的分形特征是指涉烟违法在实施违法行为时,会留下其独有的违法特征信息.通过调查符合涉烟违法信息的数据,排查有关人员是否真的存在实际违法行为,并验证此类特征是涉烟违法行为共性特征还是违法人行为个体特征的调查研究.

摘要： 利用全球煤炭资源量分布图和中国煤炭资源量数据,证实了煤炭资源空间分布的分形特征;基于煤炭形成的自相似性原理,利用淮北某煤田M10的168个钻孔煤层厚度数据,通过正态变换和克里格插值,利用S-A方法进行多重分形滤波,将煤层厚度等值线图分解为背景图和异常图,背景图代表煤层分布的趋势,其厚度分布规律能够很好地与下伏砂体和沉积相的空间分布对应,符合沉积学规律,异常图显示的煤层厚度次级变化特征也与沉积环境的填平补齐相对应,相比趋势面分析得到的趋势图和残差图,表达的煤层厚度分布规律更加清晰和精细,表明煤层厚度的空间分布符合多重分形分布规律,该方法对这类地质数据的处理和分析是十分有效的.

摘要： 山区河流床面结构卵砾石粗糙剖面特征对水流泥沙运动规律具有重要影响,为克服传统方法描述粗糙剖面总体特征存在缺陷的问题,本文将分形几何理论引入密排非均匀卵砾石粗糙剖面特征研究,以床面激光扫描试验资料为基础,探讨了分形尺度区宽度与中值粒径d50的关系,分析了粗糙剖面分形特征的各向异性,研究了分形维数频率分布及其与颗粒组成的关系,获得了分形维数随剖面高程统计参数的变化规律.结果表明:粗糙剖面分形尺度区宽度与床面颗粒的中值粒径d50有关,上临界尺度可取为d50;粗糙剖面分形特征具有不同程度的各向异性,中值粒径相同时,级配组成越宽,各向异性指数总体越大;分形维数频率分布具有双峰特征,中值粒径越小,颗粒组成越均匀,双峰分布越明显;分形维数随床面高程极差、标准差和峰度的增大而增大,随偏度的增大而减小.

摘要： 在综合分析多源地学信息的基础上,利用遥感影像对内蒙古卫境地区进行线性构造目视解译,结合ArcGIS与MATLAB软件对已解译的线性构造进行分形研究,快速获取研究区线性构造的分形维数、不同方向线性构造分形维数及不同区域线性构造分维值,并对计算结果进行了分析.结果表明:研究区内线性构造、不同走向线性构造及不同区域线性构造都具有自相似性;南北向、北西向线性构造分维值较大,复杂性较高,为区域主要构造方向;铀矿化主要分布在分维值＞0.82的区域内,分维值越大,越有利于热液活动和成矿.

摘要： 土地移交制度是高度建成现状下深圳城市更新落实城市公共利益用地的主要手段,移交用地的空间落实质量关乎到深圳的空间品质与城市安全.而现状的土地移交主要从城市更新项目运作出发,受市场和主观因素影响较大,缺乏整体的统筹视野与空间量化分析支撑.本文以深圳已批279项城市更新单元移交用地为研究对象,采用分形几何中较为成熟的计盒维数法,在宏观与微观层次上量化分析移交用地的空间分布及各类型移交用地空间关系.研究结果表明,深圳城市更新移交用地空间具有明显的分形特征;其现状空间分布明显突破上层规划调控;除移交绿地外,其他各类移交用地对城市空间格局影响相对有限.在“强区放权”大环境下,从加强规划编制体系衔接、实行差异精准政策的修订等方面提出建议,为后续城市更新土地移交政策制定和更新单元规划中移交用地审批奠定理论基础.

摘要： 从土颗粒的微观尺度认识和解释土的基本性质已成为土力学界日益关注的课题之一,期望通过土颗粒分析土的渗透、变形、强度、阻尼等特性.为研究不同性质的土所表现的力学性能,本文基于分形概念和材料的分形特征,结合双电层理论和表面张力等微观力的作用,对不同含水率土颗粒的表面形态进行了分析,提出了分形概念的土颗粒表面模型,相对于土颗粒的离散元模型,本模型充分考虑含水率对颗粒边界的影响,为进一步分析土颗粒受力和土体变形特征奠定了基础,更为完善土颗粒离散元模型提供了依据.

摘要： 随着常规砂岩油气不断勘探与开采,可开采量越来越少,致密砂岩油气勘探与开发逐渐成为重点.致密砂岩储集层是致密砂岩油气的研究重点,近年来,前人对致密砂岩储集层进行了大量研究.本文基于高压压汞实验,结合分形理论对致密砂岩储集层展开了初步研究,将致密砂岩孔隙进行了分类,并结合压汞参数,对冀中坳陷的砂岩储集层孔隙系统进行分类评价,选取了优质储集层,为致密砂岩油气的勘探开发提供一定的理论依据.

摘要： 旨在以矿石结构与成矿作用的关系为切入点,以粤北302花岗岩型铀矿床为研究对象,采用二维岩石薄片法对铀矿石中石英颗粒的形态进行了周长-面积(P-A)分形分析.结果表明,所有样品的分形分析拟合度R2均达到0.9299以上,表明所有岩矿石样品中的石英颗粒P、A具有明显的分形关系,分维值DPA介于1.0064和1.3016之间;样品中U和SiO2含量越高,石英颗粒P-A分维值DPA越大,DPA越可以很好地指示花岗岩热液蚀变和铀矿化作用的程度.

摘要： 分形理论作为城市空间形态研究的新的视角,是研究城市非线性特征的重要方法,对于揭示城市形态规律有着重要的理论价值.本文选取府谷、绥德、子长、延安四个城市进行实证研究,运用分形的定量研究方法进行测算.

摘要： 本发明属于数字图像处理和模式识别领域，特别涉及一种用于表征织物纹理的分形概貌与分形细节混合特征向量提取方法。首先对原织物图像进行纵向和横向投影，然后计算上述投影联合序列的分形维作为概貌特征；同时依据遍历法原理计算原图像中每一个包含一个横向基本循环周期或纵向基本循环周期的子窗口的分形维数，最后从中选取两个反映横向细节信息的分形维数极值和两个反映纵向细节信息的分形维数极值作为表征织物纹理的细节特征；将上述一个分形概貌特征与四个分形细节特征组成混合特征向量。这种混合特征向量各特征间具有高度的互补性，兼顾纹理的概貌信息和细节信息，也兼顾纹理的横向信息和纵向信息，能够全面和细致地刻画织物纹理特点。

摘要： 一种解析岩体结构面各向异性尺寸效应特征的分形评估方法是基于各向异性变异系数AVC3D提出的，通过对各向异性变异系数和采样尺寸进行归一化处理，发现两者呈现较好的线性函数关系，从而提出各向异性变异系数的分形表达式用于反映结构面各向异性的尺寸效应规律。本发明结合各向异性变异系数AVC3D进行分维数特征值获取，使结构面各向异性分性行为研究更具代表性；利用不随尺度变化的分维数D分析不同采样尺寸的AVC3D，实现了结构面各向异性的尺寸效应特征预测评估。

摘要： 本发明属于数字图像处理和模式识别领域，特别涉及一种用于表征织物纹理的分形概貌与分形细节混合特征向量提取方法。首先对原织物图像进行纵向和横向投影，然后计算上述投影联合序列的分形维作为概貌特征；同时依据遍历法原理计算原图像中每一个包含一个横向基本循环周期或纵向基本循环周期的子窗口的分形维数，最后从中选取两个反映横向细节信息的分形维数极值和两个反映纵向细节信息的分形维数极值作为表征织物纹理的细节特征；将上述一个分形概貌特征与四个分形细节特征组成混合特征向量。这种混合特征向量各特征间具有高度的互补性，兼顾纹理的概貌信息和细节信息，也兼顾纹理的横向信息和纵向信息，能够全面和细致地刻画织物纹理特点。

摘要： 本发明涉及一种基于分形模式特征生成函数的脑电信号情感识别方法，其中基于分形模式特征生成函数的脑电信号情感识别方法包括：提出了一种新的基于脑电图的自动情感识别方法，该方法具有一种新颖的分形图案特征提取方法，并将其命名为分形Firat图案(FFP)，通过使用FFP和可调Q因子小波变换(TQWT)信号分解技术，提出了一种多级特征生成器，在特征选择阶段，使用了改进的迭代卡方选择器IChi2，以迭代选择最优特征，最后将选出的最优特征在分类器中进行情感识别，分类器为支持向量机(SVM)和k‑最近邻域(k‑NN)分类器。

摘要： 本发明公开了一种基于沥青混合料矿料分形分布特征的矿料集配方法，涉及沥青混合料配比相关技术领域，具体步骤为：分别建立矿料粒径和矿料质量的分布数学模型；获取沥青混合料矿料的模糊度计算模型；选取沥青混合料矿料的初始级配组成数值；随后构建沥青混合料矿料的模糊度；基于模糊度验证沥青混合料矿料级配分形分布自相似性；建立分维值与体积指标间的关系模型以及分维值与路用性能指标间的关系模型；基于分维值与体积指标间的关系模型以及分维值与路用性能指标间的关系模型确定矿料级配和最佳沥青用量；本发明通过分维值与路用性能指标间的关系模型的建立，可根据路用性能指标获取对应的分维值，从而快速的获得矿料级配和最佳沥青用量。

摘要： 本申请提供了基于地理映射的城市结构多重分形特征识别方法。该方法包括：基于地理映射的城市结构多重分形特征识别方法，其特征在于，包括：设置用于刻画城市结构的城市要素；识别城市所在的区域，并将城市所在区域划分为多个矩形格；获取城市要素的要素值，要素值与矩形格一一对应；根据要素值的分布情况划分城市要素的等级；计算每个等级对应的多重分形特征指标，形成层次多重分形谱。该方法使得城市结构的多重分形特征可映射至地理空间，以便与地理问题更相关，更适用于探究城市结构的自相似规律。

摘要： 本发明提供一种基于图像分形特征的裂隙煤岩裂纹扩展分析方法，包括以下步骤：(1)开展力学试验，获取裂隙煤岩破坏过程图像；(2)对裂隙煤岩破坏过程图像进行增强处理；(3)对增强处理后的图像进行二值化处理，获取裂纹形态图像；(4)将裂纹形态图像划分成相同特征长度a的正方形，统计包含裂纹的正方形数目N；(5)采用最小二乘法对lnN与lna进行拟合，得到拟合直线的斜率k，将k的绝对值记为裂纹扩展分形维数D；(6)建立裂纹扩展分形维数D与裂纹扩展速度的关联性，采用分形维数对裂隙煤岩裂纹扩展规律的定量分析。本发明的所述方法可以更好地揭示裂隙煤岩破坏机理，从而为巷道围岩及煤柱的稳定性评价提供理论依据。

摘要： 本发明提供了一种基于二维分形特征的海面目标检测方法，通过估计海杂波的AR谱，提取海杂波与目标在二维分形特征域的特征差异，以此特征作为统计检验量完成目标检测，从而提高海杂波背景下的目标检测性能。本发明克服了传统目标检测方法因海杂波模型失配引起的检测性能下降，提升目标检测性能。通过利用海杂波的二维分形特征作为目标探测器的输入，提升了在低信杂比条件下的目标检测性能，通过利用训练集数据信息对SVM分类器进行训练学习，最终实现强海杂波背景下目标检测。

摘要： 高能效铣刀刀齿后刀面摩擦边界分形特征的识别方法，属于铣刀刀齿后刀面边界检测识别技术领域。本发明包括步骤S1、构建高能效铣刀坐标系及其刀齿后刀面方程；步骤S2、构建高能效铣刀刀齿后刀面摩擦边界测量坐标系；步骤S3、对刀齿后刀面摩擦边界分形特征参数进行解算；步骤S4、表征刀齿后刀面与加工过渡表面瞬时几何接触关系；步骤S5、构建刀齿后刀面瞬时法向应力、切向应力、温度场判据；步骤S6、构建刀齿后刀面瞬时摩擦边界特征点判据；步骤S7、解算刀齿后刀面瞬时摩擦边界分形特征参数动态分布特性。本发明建立了刀齿与加工过渡表面瞬时接触关系模型，解决了已有方法忽略瞬时刀工接触关系对刀齿后刀面瞬时摩擦边界形成的影响。

摘要： 本申请提供了基于地理映射的城市结构多重分形特征识别方法。该方法包括：基于地理映射的城市结构多重分形特征识别方法，其特征在于，包括：设置用于刻画城市结构的城市要素；识别城市所在的区域，并将城市所在区域划分为多个矩形格；获取城市要素的要素值，要素值与矩形格一一对应；根据要素值的分布情况划分城市要素的等级；计算每个等级对应的多重分形特征指标，形成层次多重分形谱。该方法使得城市结构的多重分形特征可映射至地理空间，以便与地理问题更相关，更适用于探究城市结构的自相似规律。