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混合分解多目标进化算法求解绿色置换流水车间调度问题

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控制与决策 2024年第8期39卷 2737-2745页

作者：罗聪龚文引中国地质大学计算机学院

针对考虑能量消耗的绿色置换流水车间调度问题,以最大完工时间和总能量消耗为优化目标,提出一种混合分解多目标进化算法(HMOEA/D).首先,为了保持初始种群的多样性,使用一种混合初始化策略产生高质量初始种群;其次,采用禁忌搜索策略作为... 详细信息

针对考虑能量消耗的绿色置换流水车间调度问题,以最大完工时间和总能量消耗为优化目标,提出一种混合分解多目标进化算法(HMOEA/D).首先,为了保持初始种群的多样性,使用一种混合初始化策略产生高质量初始种群;其次,采用禁忌搜索策略作为局部搜索算子,强化算法跳出局部最优能力;最后,提出节能策略,以进一步优化总能量消耗目标.通过对标准测试集进行仿真实验并与代表性算法进行比较,验证所提出算法的优越性.

关键词：置换流水车间调度绿色调度禁忌搜索策略节能策略分解多目标进化算法多目标优化

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考虑光谱信息和超像素分割的高光谱解混网络

遥感学报 2024年第1期28卷 142-153页

作者：谢金凤陈涛中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074

在高光谱解混的过程中考虑影像的空间信息,能够有效提高解混精度。而超像素分割能够划分空间同质区域,为此本文提出一种考虑光谱信息和超像素分割的解混网络(SSUNet)。首先需对原始影像进行超像素分割处理,获得具有空间特征的超像素分... 详细信息

在高光谱解混的过程中考虑影像的空间信息,能够有效提高解混精度。而超像素分割能够划分空间同质区域,为此本文提出一种考虑光谱信息和超像素分割的解混网络(SSUNet)。首先需对原始影像进行超像素分割处理,获得具有空间特征的超像素分割数据,然后采用SSUNet对原始高光谱数据和超像素分割数据进行训练和解混。在线性和非线性混合模型生成的模拟数据集和两个真实数据集上的实验表明,与SUnSAL、SUnSAL-TV、SCLRSU、MTAEU、EGU-Net-pw和1DCNN的解混结果相比,所提网络具有更高的解混精度和较好的鲁棒性。

关键词：高光谱图像高光谱解混光谱和空间信息超像素分割深度学习卷积神经网络

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考虑未来土地利用动态情景的滑坡易发性制图

地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1486-1499页

作者：金必晶曾韬睿桂蕾殷坤龙朱宇航刘洋中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中国地质大学(武汉)地质调查研究院武汉430074

山区城镇化的建设会造成土地利用的变化,从而改变滑坡的易发性。然而,目前在滑坡灾害的管理中缺乏未来土地利用动态变化下的易发性研究。基于此,本文以重庆市万州区长江沿岸乡镇为例,首先利用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating... 详细信息

山区城镇化的建设会造成土地利用的变化,从而改变滑坡的易发性。然而,目前在滑坡灾害的管理中缺乏未来土地利用动态变化下的易发性研究。基于此,本文以重庆市万州区长江沿岸乡镇为例,首先利用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating Land Use Simulation,PLUS)模型对该地区2025年与2030年的土地利用动态因子进行预测;随后,结合研究区所收集的静态因子与滑坡灾害数据构建了易发性评价的数据库。并利用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对XGBoost、LightGBM与CatBoost共3种基于GBDT(Gradient Boosting Decision Tree)框架的集成学习模型进行超参数的调整并开展动态易发性建模;最后,基于最优评价模型开展未来土地利用动态变化情景下的滑坡易发性进行制图。研究结果表明:①基于PLUS模型的土地利用变化结果能够为未来滑坡易发区域的预测提供准确的基础数据;②通过对比PSO算法参与建模前后的AUC结果,可以发现PSO-CatBoost模型能够更好的拟合研究区滑坡清单和触发因子的非线性关系,并获得了最优的建模精度;③综合考虑未来土地利用与滑坡易发性的研究框架表明未来长江沿岸乡镇的建筑用地发展会提高潜在的滑坡易发性。本文所提出的研究思路对于构建坚韧有效的山区城镇防灾减灾体系具有重要的实际意义,并可为未来山区城镇的规划提供科学指导。

关键词：滑坡易发性 PLUS模型未来土地利用变化粒子群算法(PSO) XGBoost LightGBM CatBoost 万州区

地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制

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地球科学 2024年第2期49卷 793-802页

作者：程一涵邓娅敏薛江凯张余茜中国地质大学环境学院湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

Mn(Ⅲ)是锰氧化还原循环中电子传递的中间体,广泛参与陆地和海洋生态系统中的碳、铁和硫的地球化学循环.近年来在厌氧、微氧和有氧水环境中陆续发现了Mn(Ⅲ)有机络合物存在,研究地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制与行为特征对于... 详细信息

Mn(Ⅲ)是锰氧化还原循环中电子传递的中间体,广泛参与陆地和海洋生态系统中的碳、铁和硫的地球化学循环.近年来在厌氧、微氧和有氧水环境中陆续发现了Mn(Ⅲ)有机络合物存在,研究地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制与行为特征对于认识锰的地球化学循环及其影响的营养物和污染物的迁移转化机制具有重要意义.通过开展批实验,探讨氧气条件、腐殖质浓度和有机质种类对Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体形成的影响,并结合FTIR、XRD、XPS、TEM多种手段表征其理化性质与稳定性.研究发现:厌氧或有氧-厌氧环境有利于Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体形成,Mn(Ⅲ)-腐殖质的络合程度随着腐殖质浓度的升高而增强,富里酸更容易与Mn(Ⅲ)络合,但形成的胶体稳定性较Mn(Ⅲ)-胡敏酸胶体差.Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体呈无定形形态,腐殖质上的羧基等含氧官能团与Mn(Ⅲ)形成内球络合物,可减缓Mn(Ⅲ)歧化程度.Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体具有氧化和吸附能力,对地下水中污染物的迁移转化具有重要的环境意义.

关键词： Mn(Ⅲ) 腐殖质胶体稳定性络合机制地下水

长江中游荆江段地下水排泄的量化及其空间差异性分析

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地球科学 2024年第4期49卷 1448-1458页

作者：周子皓杜尧孙晓梁范红晨邓娅敏中国地质大学环境学院湖北武汉430078 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用^(222)Rn质量平衡模型... 详细信息

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用^(222)Rn质量平衡模型定量估算长江中游荆江段的地下水排泄,并用EC质量平衡模型及水量平衡模型验证^(222)Rn质量平衡的结果.结果显示:长江中游荆江段的平均地下水排泄速率为133 mm/d,排泄总量为1.06×10^(8)m^(3)/d,对水量平衡的贡献约为10.99%.其中枝城-沙市段地下水排泄速率最大,监利-螺山段地下水排泄速率最低.含水层富水性和地下水位可能是控制地下水排泄速率的关键因素.本研究对于流域水资源管理具有重要意义,也可为今后长江中游地区水资源的合理开发利用以及生态环境保护提供理论依据.

关键词：地下水排泄氡水量平衡荆江长江中游水文地质学

2020年古冶M_(S)5.1地震序列微震检测及活动性研究

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1501-1514页

作者：王同利张盛中崔博闻武敏捷马泽宇葛慧颖北京市地震局北京100081 中国地质大学(北京)信息网络与数据中心北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

2020年7月12日河北省古冶(39.78°N,118.44°E)发生M_(S)5.1地震,震源深度10 km.本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据,采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术(GPU-M&L)对地震前后(2020年6月1日至2020年8月3... 详细信息

2020年7月12日河北省古冶(39.78°N,118.44°E)发生M_(S)5.1地震,震源深度10 km.本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据,采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术(GPU-M&L)对地震前后(2020年6月1日至2020年8月31日)共三个月的连续数据进行了微震检测和地震活动性分析.我们首先从台网目录的362个古冶地震序列事件中挑选了信噪比较高的118个地震作为模板,通过模板扫描和检测,获得共1017个地震,约为台网目录的2.8倍,然后运用双差定位方法(hypoDD)对669个地震事件进行了重定位.最后我们对古冶地震的事件序列进行时空分布、震源机制解以及b值空间分布等分析.结果显示古冶M_(S)5.1地震前,震中区周边地震活动性显著,地震前后地震序列分布优势方向为NE向,震源深度方向近直立分布;发震断裂为唐山—古冶断裂或其延伸部分,与1976年唐山M_(S)7.8地震同为唐山断裂带,发震断层走向基本一致.据此,我们推测古冶M_(S)5.1地震是1976年唐山M_(S)7.8地震后余震区应力调整所触发.

关键词：古冶地震微震检测模板匹配完备震级地震活动性

内蒙古锡林浩特地区晚新生代火山喷发序列研究

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岩石学报 2024年第7期40卷 2087-2102页

作者：史志伟白志达赵志丹董国臣王建伟金笃斌中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

火山喷发序列是恢复火山活动历史的重要基础。锡林浩特火山群是大兴安岭-大同新生代火山喷发带中火山数量最多、喷发时间最长的火山群。本文从火山地质学入手,查明了火山堆积物之间及与沉积地层(离石黄土、马兰黄土和黑土)的叠置关系,... 详细信息

火山喷发序列是恢复火山活动历史的重要基础。锡林浩特火山群是大兴安岭-大同新生代火山喷发带中火山数量最多、喷发时间最长的火山群。本文从火山地质学入手,查明了火山堆积物之间及与沉积地层(离石黄土、马兰黄土和黑土)的叠置关系,并根据火山结构组成、形貌特征、喷发类型、火山岩类型及火山锥体的风化降解程度等,结合光释光(OSL)、^(14)C等定年方法,对火山喷发序列进行综合研究,确定了喷发相对时序和绝对年龄。锡林浩特火山群火山活动具有周期性变化规律,其喷发序列由老到新依次为:上新世,早更新世,中更新世早期、中更新世晚期,晚更新世早、中、晚和末期,以及全新世,共9个火山喷发旋回。晚更新世是火山喷发的鼎盛时期。首次确定了鸽子山火山的最晚喷发年龄距今约6800年,为广义活火山。不同旋回火山喷发方式及火山风化降解程度差异较大。上新世为裂隙式喷发,早、中更新世主要是裂隙-中心式喷发,晚更新世以来为中心式喷发。中心式喷发火山类型有斯通博利型、夏威夷型、玛珥型和亚布里尼型,其中玛珥型火山在本区属首次发现。中更新世及以前的火山锥基本已剥蚀殆尽,晚更新世以来的火山地貌形态保存尚好。每个喷发旋回几乎都呈现从碱性玄武岩向拉斑玄武岩演化的特征,反映了本区深部岩浆房演化与构造活动强度的周期性变化规律。

关键词：晚新生代喷发序列喷发类型鸽子山活火山锡林浩特

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应用P波振幅的傅里叶系数反演裂缝密度

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 238-249页

作者：李荣薛姣顾汉明中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

裂缝预测是非常规储层预测的重要内容。裂缝密度不仅反映了裂缝的发育程度,也是影响裂缝孔隙度和渗透率的重要参数。文中提出了一种应用纵波反射振幅分方位傅里叶系数正、余弦分量加权的裂缝密度反演方法。基于线性滑动裂缝等效介质理论... 详细信息

裂缝预测是非常规储层预测的重要内容。裂缝密度不仅反映了裂缝的发育程度,也是影响裂缝孔隙度和渗透率的重要参数。文中提出了一种应用纵波反射振幅分方位傅里叶系数正、余弦分量加权的裂缝密度反演方法。基于线性滑动裂缝等效介质理论,分别推导了含油和含气条件下HTI介质纵波反射振幅傅里叶系数与裂缝密度的关系,并利用二阶傅里叶系数预测裂缝对称轴方位角;研究了地震数据含噪声时二阶傅里叶系数正、余弦分量信噪比之比随裂缝对称轴方位角的变化规律,并提出应用二阶傅里叶系数正、余弦分量加权的裂缝密度反演方法。模型试算结果表明,所提的裂缝密度反演方法具有较强的抗噪性和稳定性;将其应用于实际地震数据,裂缝密度预测结果与测井信息吻合,验证了方法的有效性。

关键词：裂缝等效介质傅里叶系数裂缝密度反演加权

锡林郭勒盟大型露天煤矿区地质环境时空演化评价

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地学前缘 2024年第3期31卷 443-457页

作者：何辉穆文平张晓宋煜冰吕远洋武雄叶宝莹白中科中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 中国地质大学(北京)土地科学与技术学院北京100083

内蒙古锡林郭勒盟大型露天煤矿区经过20多年的开发,产生了一系列矿山地质环境问题,矿区地质环境在一定程度上遭到破坏,因此,开展大型露天煤矿区地质环境时空演化评价可为矿区生态地质环境修复提供参考。本文对锡林郭勒盟3个大型矿区进... 详细信息

内蒙古锡林郭勒盟大型露天煤矿区经过20多年的开发,产生了一系列矿山地质环境问题,矿区地质环境在一定程度上遭到破坏,因此,开展大型露天煤矿区地质环境时空演化评价可为矿区生态地质环境修复提供参考。本文对锡林郭勒盟3个大型矿区进行地质环境时空演化评价。首先通过现场调查,明确了研究区主要的矿山地质环境问题,包括植被覆盖度下降、土地压占(排土场和工业场地)、地形地貌景观破坏(露天采坑)和含水层破坏等4类;其次利用遥感影像定量获取了2000—2020年之间的矿山地质环境问题信息,并建立了矿山地质环境评价指标体系;然后应用层次分析法确定了矿山地质环境评价指标的权重,并通过基于GIS的影响指数模型对矿山地质环境影响进行了评价和区划,探讨了矿山地质环境时空演化规律。研究结果表明:(1)3个大型矿区植被覆盖度下降区域的面积、排土场压占土地面积和露天采坑破坏地形地貌景观面积随时间不断增加;(2)大型矿区采矿对地质环境的影响划分为无影响区、轻微影响区、一般影响区、较强影响区和强烈影响区5个等级分区;(3)3个大型矿区地质环境时空演化规律基本相同,不同影响区的空间分布特征和面积随时间变化的规律不同。

关键词：露天煤矿区地质环境植被覆盖度层次分析法影响指数模型时空演化评价