利用数学模型控制褶皱的形成
2018数学建模国赛优秀论文A题-基于非稳态导热的高温作业专用服装设计

图 5.2 细杆示意图
设 c 为杆的比热容(单位物质升高或降低单位温度所吸收或放出的热量,它与物质 的材料有关), 为杆的密度,则有:
(3)当环境温度变为 80℃时,确定Ⅱ层和Ⅳ层的最优厚度,以确保工作 30 分钟时假人皮肤的外侧温度不超过 47℃,并且超过 44℃的时间不超过 5 分钟。
2 问题分析
2.1 问题一分析 高温作业下的专用服装分为四层,对于第四层考虑其服装材料的参数值如密
度,比热容以及热传导率可认为是空气层。体内温度为 37℃的假人放置在 75℃ 高温实验室中,皮肤温度根据热传导可以得出所有层织物以及空气在初始时刻的 温度为 37℃;75℃的高温热源是恒温源;通过分析附件 2 中皮肤外侧温度随时 间的变化,最后在 1148 秒左右温度维持在 48℃,之所以会维持一个稳定值,是 因为假人体内的温度维持在 37℃,这使得假人皮肤外侧的温度会维持一个稳定 值。假人体内相当于一个不断吸热的耗散源,但同时又需维持自身的恒定温度。
针对问题三,在问题二的基础上增加变量 d4 进一步确定最优的厚度组合。首 先将厚度 d2 , d4 视作平面上的点( d2 , d4 ),其次对平面的点搜索,确定出满足问 题三约束条件下的点集。这里求出 83 个满足约束的点。其次是考虑高温环境下 作业人员应尽快完成作业,所以把高温下的工作服体积小、质量轻方便作业人员 操作为主要因素,把舒适程度当作辅助因素。确定厚度标准=d2 d4 最小,找出 最终符合的点(16.8,6.4),即Ⅱ层介质厚度为 16.8mm,Ⅳ层厚度为 6.4mm。 温度超过 44℃不超过 47℃所需时间为 1512s,工作时间为 1800s 的温度为 44.7℃。
水文地质学 简答论述

1.水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期?1856年以前的萌芽时期,1856年至20世纪中叶的奠基时期,20世纪中叶至今的发展时期,21世纪的转变时期。
3.水文循环与地质循环的区别?水文循环通常发生于地球浅层圈中,是H2O 分子态水的转换,通常更替较快;地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间,常伴有水分子的分解与合成,转换速度缓慢。
2.简述影响孔隙度大小的主要因素,并说明如何影响?影响孔隙度大小的因素有:颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度。
排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时,孔隙度愈大;反之,排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时,孔隙度愈小。
6.影响给水度的因素有哪些,如何影响?影响给水度的因素:有岩性、初始地下水位埋深、地下水位降速。
岩性主要表现为决定空隙的大小和多少,空隙越大越多,给水度越大;反之,越小。
初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水下降后给水度偏小。
地下水位下降速率大时,释水不充分,给水度偏小。
7.影响岩石透水性的因素有哪些,如何影响?影响因素有:岩性、颗粒的分选性、孔隙度。
岩性越粗、分选性越好、孔隙度越大、透水能力越强;反之,岩性越细、分选性越差、孔隙度越小,透水能力越弱。
8.简述太砂基有效应力原理?在松散沉积物质构成的饱水砂层中,作用在任意水平断面上的总应力P由水和骨架共同承担。
及总应力P等于孔隙水压力U和有效应力P' 之和。
因此,有效应力等于总应力减去孔隙水压力,这就是有效应力原理。
9.简述地下水位变动引起的岩土压密?地下水位下降后,孔隙水压力降低,有效应力增加,颗粒发生位移,排列更加紧密,颗粒的接触面积增加,孔隙度降低,岩土层受到压密。
3.地下水位的埋藏深度和下降速率,对松散岩石的给水度产生什么影响?初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水位下降,重力水的一部分将转化为支持毛细水而保持于地下水面以上,给水度偏小;在细小颗粒层状相间分布的松散岩石,地下水位下降时,易形成悬挂毛细水不能释放出来,另外,重力释水并非瞬时完成,而往往迟后于水位下降,给水度一般偏小。
服装设计中的褶皱工艺手法解析

(a )箱褶 (b )抽褶 (c )挑缝图 1 不同种类的褶皱参考文献[1] 谢勇.基于胸围变化的新原型及其应用的袖窿结构特征分析[J].五邑大学学报(自然科学版),2017,31(4):70-75.[2] 谢勇.新文化原型衣身浮余量消除与衣身平衡[J].五邑大学学报(自然科学版),2016, 30(4):71-75.[3] 刘东.衣袖结构与袖窿的配合因素分析[J].纺织导报,2010(2):80-82.[4] 戴玮,张渭源.衣袖结构数学模型建立与几何参数推导[J].纺织学报,2002,23(3):56-57.[5] 王竹君,李婷玉,邢英梅,等.基于曲线拟合文化式原型袖窿和袖山结构研究[J].西安工程大学学报,2014,28(6):704-708.[6] 张华玲,王立晶,CHIU L L .袖山缩缝量的设计与分配[J].服装学报,2017,2(4):306-311.一半,与该衣身袖窿椭圆匹配的袖子的袖山眼部分近似一圆柱的斜截面,该斜截面与袖山高线的夹角为θ,即绱袖角度。
立体效果下的袖眼同样的为一椭圆。
当袖子与衣身缝合后,袖窿椭圆与袖山眼椭圆重合,此时形成的立体效果下的两椭圆长轴与短轴一致。
令袖窿宽=2b ,立体状态下的袖窿深=2a ,有:(2)(3) (4)由式(2)— 式(4)可得:(5)由式(5)可知,随着θ角度从 0 变化到π/2,cos α的值趋近于 1,α 趋近于 0。
3 结论(1)净胸围对新原型的配袖因素影响最大,随着净胸围的增大,袖窿弧长、袖山高、袖肥、袖山弧线均呈线性增长趋势;但袖山倾斜角与绱袖角度随着净胸围的增大相应变小,因此,同等服装造型前提下,配袖的因素会因体型而异。
(2)新原型在调整肩斜时对配袖因素的影响不大,主要影响的因素是绱袖角度,这是因为在净胸围保持不变的情况下,肩斜角度的调整影响到了冲肩量的变化,继而直接影响绱袖角度最小值的取值范围,随着肩斜角的减小,绱袖角度变大,反之亦然。
地质勘察方案

地质勘察方案一、背景介绍地质勘察是指对特定地区进行全面系统地调查、研究和分析,以了解该地区的地质构造、地质历史、地质现象和地质资源等方面的情况。
地质勘察是确定地质条件、地质环境和地质灾害风险等的重要手段,对于土地利用规划、工程建设和环境保护等方面具有重要意义。
本文档旨在介绍一份地质勘察方案,包括勘察目标、勘察内容、勘察方法和勘察计划等内容,以期提供给相关人员参考和执行。
二、勘察目标本次地质勘察的总体目标是全面了解目标区域的地质情况,包括地质构造、地层分布、地下水资源和地质灾害风险等方面。
具体的目标如下:1.了解目标区域的地质构造特征,包括断裂带、断层、褶皱等地质构造形态,以及构造与地层的关系等。
2.研究目标区域的地层组合及其时代和成因,掌握地层分布规律和特点。
3.调查目标区域的地下水资源情况,包括水文地质特征、水质状况和水资源储量等。
4.评估目标区域的地质灾害风险,包括滑坡、地震、地面沉降等可能出现的地质灾害。
三、勘察内容根据勘察目标,本次地质勘察的主要内容包括:1.地质构造调查:包括地质构造形态、构造带分布、构造演化等方面的调查和研究。
2.地层调查:包括地层组合、类别、时代和成因等方面的调查和研究。
3.地下水调查:包括地下水位观测、地下水化学成分分析、水质监测等方面的调查和研究。
4.地质灾害调查:包括地质灾害历史调查、地质灾害分布、潜在风险评估等方面的调查和研究。
四、勘察方法根据勘察内容,本次地质勘察将采用以下方法进行调查和研究:1.野外地质调查:包括实地观察、采样和测量等方法,对地质构造、地层和地质灾害进行详细记录和分析。
2.地质样品分析:通过对野外采集的地质样品进行室内分析,获取地质构造、地层和地下水等方面的物理、化学和岩石学等相关参数。
3.地理信息系统(GIS)分析:将野外调查和室内分析的数据整合到GIS平台,进行空间分析和模拟,进一步综合评估目标区域的地质情况。
4.统计分析和模型预测:根据野外调查、室内分析和GIS分析的数据,利用统计方法和数学模型进行分析和预测,为地质情况的评估和预测提供科学依据。
2023年矿业权评估地质与矿业工程基础考前押题二

2023年全国矿业权评估师职业资格考试考前押题二矿业权评估地质与矿业工程基础1.在矿产数查中,二绝方向延伸较大,另一维方向延伸较小的矿体格为( ).A 等轴状矿体B 板状矿体C 柱状矿体D浸染状矿体正确答案:B2.地中分布最广的矿物是( ).A石英B 斜长石C辉石D年长石正确答案;B3.选择典型水的一个原则是对工程安全“不利”,所谓的“不利“是指( )。
A 典型洪水峰型集中,主峰靠前B 典型洪水峰型集中,主峰靠后C 典型洪水峰型集中,主峰居中D典型洪水历时长,洪量较大正确答案:B4.盐丘型油气聚集带屋于( )A构造类油气聚集带B 复合类油气聚集带C制穿型油气聚集带D地层步油气聚年带正确答案:A5.下面采矿方法中属于一步骚回采的采矿方法是( )A 浅孔留矿法B 分段量岩阶段矿房法C 上向分层充填采矿法D 下向分层充填采矿法正确答案:D6.碳中和”是指一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消,实现碳零排放”,下列有关碳循环、碳中和的说法,错误的是( )。
A每个人都在参与碳德环,碳循环中的“犹”是指碳单质B 开发可国生能源,降低化石燃料的需求量,以控制二年化碳排放量C大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林,以控D碳中和能有效维持联循环的相对稳定,控制日趋严重的温室效应正确答案:A7.用重叠刻情法试验请定刻情法断面理想规格如下图所示,若各种规格的样品分析的品位相差不大,则( )规格作为标准,选取( )规格作为理想的取样规传。
A 以规格①作为标准,选取规格①+②+③+④作为理想的取样规格B 以规格①+②作为标准,选取规格①+②+③作为理想的取样规格C以规格①+②+③作为标准,选取规格①+②+③+④作为理想的取样规格D 以规格①+②+③+④作为标准,选取规相①作为理想的取样规格正确答案:D8我国冶合地下矿山当前主要采用的开拓方法为( )A竖并开拓法B 斜并开拓法C平峒开拓法D主巷开拓法正确答室:A9.下列哪种矿物不能在花岗岩中出现?( )A黑云母B 石英C钾长石D 钙长石正确答客:D10.油田开发原则就是编制油田开发方案时,依据国家和企业对石油的需求,针对油田实际情况,制定出具体的( )。
福师《遥感导论》课堂笔记

F 岩石光谱反射率还受组成岩石的矿物颗粒大小和表 面粗糙度的影响。矿物颗粒较细、表面比较平滑的 岩石,具有较高的反射率;反之反射率较低。
F 另一个影响岩石光谱反射率的因素是岩石的含水量 。通常岩石表面潮湿时,颜色变深,反射率降低。
F 岩石自然露头被土壤和植被等覆盖的情况,根据覆 盖比例不同,岩石波谱特征中或多或少地包含有覆 盖物的波谱信息。
流水、三角洲地貌
F 流水、三角洲地貌主要研究在一定的水力与 边界条件下,河谷河床地貌与三角洲地貌的 形成与演变过程。
F 流水对地貌的改造作用主要表现在两个方面
–流水的侵蚀作用:坡面流水使坡面破碎;沟谷 和河谷流水,使沟谷和河谷加宽加深(例如:瀑 布、峡谷,黄土高原千沟万壑的地表形态)。
–流水的沉积作用:流水在搬运途中,由于流速 降低,所携带的物质便会(有规律地)沉积下来 (例如:山麓冲积扇、冲积平原和三角洲)。
F 在覆盖较少的情况下,可以根据各类岩矿在遥感影 像相应通道中的值阈进行自动分类。
F 岩石的性质还可以根据地形地貌的特点来辩别。 比如可以根据喀斯特地貌的分布判断石灰岩;根 据火山地貌的特点判断岩浆岩等。
地质构造识别
F 地球板块学说是研究地质构造的基础,遥感所提供 的空间宏观图像是观察和研究全球宏观地质结构的 理想信息源。
F 火山锥的类型 –熔岩锥:全部或基本是多层基性熔岩构成,形状扁 平、坡度缓(2°~10°),顶部有碗状火山口。其 中规模巨大的叫盾形火山。
–碎屑锥:全部由火山碎屑组成。其平面近似圆形, 坡度约30°,顶部有一个漏斗状火山口。
– 复合锥:由熔岩和碎屑互层构成,也叫层状火山锥 。其坡度大多超过30°,形状比较对称,上部多熔 岩,下部和边缘主要是火山碎屑。火山口呈碗状或 漏斗状。
矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测

67找矿技术P rospecting technology矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测王霄霄(河北省地质矿产勘查开发局第一地质大队,河北 邯郸 056001)摘 要:本论文将从矿区三维地质建模方法、三维可视化与分析技术、地质信息集成与分析、模型与算法应用,以及深部矿产资源评价与优选等几个方面进行探讨。
通过对这些关键环节的详细分析和研究,旨在全面展示深部综合找矿预测的理论基础、方法体系以及应用前景,为矿业领域的科学研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。
关键词:矿区;三维地质;找矿预测中图分类号:P628 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)17-0067-3Research on 3D Geological Modeling Methods and Deep Comprehensive Prospecting Prediction in Mining AreasWANG Xiao-xiao(The First Geological Brigade of the Geological and Mineral Exploration and Development Bureau of Hebei Province,Handan 056001,China)Abstract: This paper will explore several aspects of mining area 3D geological modeling methods, 3D visualization and analysis techniques, geological information integration and analysis, model and algorithm applications, and deep mineral resource evaluation and optimization. Through detailed analysis and research on these key links, the aim is to comprehensively demonstrate the theoretical basis, methodological system, and application prospects of deep comprehensive ore exploration prediction, providing beneficial references and references for scientific research and practical applications in the mining field.Keywords: mining area; 3D geology; Prospecting prediction收稿日期:2023-06作者简介:王霄霄,女,生于1992年,汉族,河北邯郸人,本科,学士学位,矿产地质工程师,研究方向:矿产地质勘查,三维地质建模,地质大数据。
标准Dma高级建模方法总结

(标准)Dma高级建模方法总结Dma高级建模方法总结3Dma_3Dma_有三种高级建模技术:网格MESH建模、多边形POLYGON 建模、面片PATCH建模、NURBS(非均匀有理B样条曲线)建模。
01多边形建模多边形建模是最为传统和经典的一种建模方式。
3Dma_多边形建模方法比较容易理解,非常适合初学者学习,并且在建模的过程中用者有更多的想象空间和可修改余地。
3Dma_中的多边形建模主要有两个命令:EditableMesh(可编辑网格)和EditablePoly(可编辑多边形),几乎所有的几何体类型都可以塌陷为可编辑多边形网格,曲线也可以塌陷,封闭的曲线可以塌陷为曲面,这样我们就得到了多边形建模的原料多边形曲面。
如果你不想使用塌陷操作的话(因为这样被塌陷物体的修改历史就没了),还可以给它指定一个EditPoly修改,这是3Dma_7中新增加的功能。
编辑网格方式建模兼容性极好,优点是制作的模型占用系统资源最少,运行速度最快,在较少的面数下也可制作较复杂的模型。
它将多边形划分为三角面,可以使用编辑网格修改器或直接把物体塌陷成可编辑网格。
其中涉及的技术主要是推拉表面构建基本模型,最后增加平滑网格修改器,进行表面的平滑和提高精度。
这种技法大量使用点、线、面的编辑操作,对空间控制能力要求比较高。
适合创建复杂的模型。
编辑多边形是后来在网格编辑基础上发展起来的一种多边形编辑技术,与编辑网格非常相似,它将多边形划分为四边形的面,实质上和编辑网格的操作方法相同,只是换了另一种模式。
在3DMA_7的时候新加入了对应的编辑多边形修改器,进一步提高了编辑效率。
编辑多边形和编辑网格的面板参数大都相同,但是编辑多边形更适合模型的构建。
3DMA_几乎每一次升级都会对可编辑多边形进行技术上的提升,将它打造得更为完美,使它的很多功能都超越了编辑网格成为多边形建模的主要工具。
02面片建模面片建模是在多边形的基础上发展而来的,但它是一种独立的模型类型,面片建模解决了多边形表面不易进行弹性编辑的难题,可以使用类似编辑BEZIER曲线的方法来编辑曲面。
地震与地质灾害防御作业指导书

地震与地质灾害防御作业指导书第1章地震与地质灾害概述 (3)1.1 地震基本概念 (3)1.2 地质灾害类型及成因 (3)1.3 防御地震与地质灾害的重要性 (4)第2章地震灾害防御 (4)2.1 地震监测与预警 (4)2.1.1 监测网络布局 (4)2.1.2 地震预警系统 (4)2.1.3 地震信息发布与传播 (4)2.2 建筑物抗震设计 (4)2.2.1 抗震设防目标与原则 (4)2.2.2 抗震设计规范与标准 (5)2.2.3 抗震结构体系与措施 (5)2.3 城市地震灾害防御规划 (5)2.3.1 城市地震灾害风险评估 (5)2.3.2 城市抗震设防规划 (5)2.3.3 城市地震应急避难场所规划 (5)2.4 地震应急救援与处置 (5)2.4.1 地震应急预案 (5)2.4.2 地震应急救援队伍建设 (5)2.4.3 地震灾害现场处置 (5)第3章地质灾害识别与评估 (5)3.1 地质灾害识别方法 (5)3.1.1 地质灾害类型及特征 (5)3.1.2 地质灾害识别技术 (6)3.2 地质灾害风险评估 (6)3.2.1 风险评估方法 (6)3.2.2 风险评估流程 (6)3.3 地质灾害预警与监测 (6)3.3.1 预警方法 (6)3.3.2 监测技术 (7)3.3.3 预警与监测体系 (7)第4章滑坡灾害防御 (7)4.1 滑坡成因与影响因素 (7)4.1.1 地质构造因素 (7)4.1.2 地形地貌因素 (7)4.1.3 水文地质因素 (7)4.1.4 人类活动因素 (7)4.2 滑坡预测与监测 (8)4.2.1 地质调查与勘察 (8)4.2.2 遥感与地球物理勘探 (8)4.3 滑坡防治措施 (8)4.3.1 工程措施 (8)4.3.2 生物措施 (8)4.3.3 监测预警 (8)4.3.4 法规与管理 (8)第5章崩塌与岩体失稳灾害防御 (8)5.1 崩塌与岩体失稳成因 (8)5.1.1 地质构造因素 (9)5.1.2 水文地质因素 (9)5.1.3 外动力因素 (9)5.1.4 人类活动因素 (9)5.2 崩塌与岩体失稳预测 (9)5.2.1 预测方法 (9)5.2.2 预测指标 (9)5.3 崩塌与岩体失稳防治 (9)5.3.1 防治原则 (9)5.3.2 防治措施 (9)5.3.3 防治工程管理 (10)第6章泥石流灾害防御 (10)6.1 泥石流成因与分类 (10)6.1.1 泥石流成因 (10)6.1.2 泥石流分类 (10)6.2 泥石流预测与监测 (10)6.2.1 泥石流预测 (10)6.2.2 泥石流监测 (11)6.3 泥石流防治措施 (11)6.3.1 工程措施 (11)6.3.2 非工程措施 (11)第7章地面塌陷灾害防御 (12)7.1 地面塌陷成因与类型 (12)7.1.1 成因 (12)7.1.2 类型 (12)7.2 地面塌陷预测与监测 (12)7.2.1 预测方法 (12)7.2.2 监测方法 (13)7.3 地面塌陷防治 (13)7.3.1 预防措施 (13)7.3.2 防治工程 (13)第8章地裂缝灾害防御 (13)8.1 地裂缝成因与分类 (13)8.1.1 成因 (14)8.1.2 分类 (14)8.2 地裂缝预测与监测 (14)8.2.2 监测技术 (14)8.3 地裂缝防治措施 (15)8.3.1 预防措施 (15)8.3.2 工程治理措施 (15)第9章地下水灾害防御 (15)9.1 地下水灾害类型与成因 (15)9.1.1 灾害类型 (15)9.1.2 成因分析 (15)9.2 地下水灾害预测与监测 (15)9.2.1 预测方法 (15)9.2.2 监测技术 (16)9.3 地下水灾害防治 (16)9.3.1 防治原则 (16)9.3.2 防治措施 (16)第10章地震与地质灾害综合防御策略 (16)10.1 综合防御策略概述 (16)10.2 防御措施的实施与监管 (16)10.2.1 防御措施分类 (16)10.2.2 防御措施实施 (17)10.2.3 防御措施监管 (17)10.3 防御效果的评估与优化 (17)10.3.1 防御效果评估 (17)10.3.2 防御措施优化 (17)10.4 社会公众的防灾减灾教育及培训 (17)第1章地震与地质灾害概述1.1 地震基本概念地震是地球壳体的一种自然现象,由于地壳内部应力突然释放,导致岩石发生断裂和位移,从而产生震动。
矿产勘查学习题

矿产勘查学习题第一、二章一、填空:1 ()是矿产预查、矿产普查、矿产详查与矿产勘探的总称。
2 ()是矿查区是否进行详查工作的依据。
3 ()是矿查区是否进行勘探工作的依据。
4 ()是矿山建设设计和矿山开采设计的依据。
5 勘查范围的()与矿床产出空间的()及矿床特征的()是矿产勘查的主要矛盾。
6 地质特征可分为()和()7 矿产普查通常分为()和()8 矿产勘查的工作主要内容包括()和()9()是选择勘查目标和确定勘查范围的基本依据10()是在当前技术经济条件下和矿产品市场条件下能满足国民经济要求并取得经济效益的矿体。
11最优勘查方案的确定所用的方法可以分为()和()两大类。
二、判断:1 矿产勘查即矿产勘探。
()2 目前我国的矿产资源基本能够自给。
()3 矿产勘查的目的在于发现、探明矿产资源。
()4 矿产详查是矿产勘查的最后阶段()5 矿产勘查设计的编制与审批是勘查项目管理全过程中的首要环节。
()6 矿产勘查和找矿的含义是相同的()7 矿产勘查的核心是预测()8 查明矿床地质特征和矿体地质特征是矿床勘查的首要任务()9 成矿地质条件是制约矿产勘查难易程度和精度的基础()10 各种地质作用、地质过程和地质现象都不一定具有的数量规律性()11 矿化具有天然密度等级特点()12 矿体的属性特征受工业要求和市场价格的制约()13 矿产勘查是一项科研活动,而不是一种经济活动()14 在正确选择工作技术手段和程序的前提下,地质勘查结果是确定的()三、单选:1 了解研究区矿产资源远景,圈出矿化潜力较大的地段是矿产勘查哪个阶段的工作内容()a 矿产预查b 矿产普查c 矿产详查d 矿产勘探2 查明区内地质情况,大致掌握矿体特征属于矿产勘查哪个阶段的工作内容()a 矿产预查b 矿产普查c 矿产详查d 矿产勘探3 基本查明矿体形态和质量特征,评价矿体是否有开采价值属于矿产勘查哪个阶段的工作内容()a 矿产预查b 矿产普查c 矿产详查d 矿产勘探4 矿床特征不包括以下那个部分()a 矿体特征b 矿石物质组成c 成矿地质条件d 矿石质量5 矿石质量研究包括()a 矿物组成以及主要矿物含量b 矿石自然类型和工业品级c 结构d 构造四、多选:1 以下名词与“矿产勘查”同义的有()a 地质调查b 矿产资源勘查c 地质勘查d 矿产地质勘查2 矿产勘查工作的阶段包括()a 预查阶段b 普查阶段c 详查阶段d 勘探阶段3 矿产勘查工作应遵循的基本原则有()a 因地制宜原则b 最经济原则c 循序渐进原则d 综合评价原则4 矿产勘查的理论基础有()a 地质基础b 数学基础c 经济基础d 技术基础5 矿产勘查的最优化准则是()a 最优地质效果与经济效果的统一b 最高精度要求与最大可靠程度的统一c 模型类比与因地制宜的统一 d 随机抽样与重点观测的统一 e 全面勘查与循序渐进的统一6 科学找矿是指()a 理论找矿b 综合找矿c 立体找矿d 定量找矿7 工业矿体的工业指标包括()a 边界品位b 最低工业品位c 最低可采厚度d 矿体产状第三章:一、填空:1 重砂测量的主要研究对象是各种疏松沉积物中的()。
投影变换及跨带投影知识

投影变换的知识1投影变换,我个人理解,就是对投影进行变换只要把握住了这个核心的思想,其他的就不在那么难理解了那么下面就要搞清楚两个问题,就是什么是投影?为什么要进行投影?然后再来理解如何变换那么什么是投影呢?我们知道,地球是一个近似于梨型的不规则椭球体,而GIS软件所处理的都是二维平面上的地物要素的信息所以首先要考的一个问题,就是如果如何将地球表面上的地物展到平面上去最简单的一个方法,或者说是最容易想到的一个方法就是将地球表面沿着某个经线剪开,然后展成平面,即采用这种物理的方法来实现可采用物理的方法将地球表面展开成地图平面必然产生裂隙或褶皱,大家可以想象一下,如果把一个足球展成平面的,会是什么结果所以这种方法存在着很大的误差和变形,是不行的那么我们就可以采用地图投影的方法,就是建立地球表面上的点与地图平面上点之间的一一对应关系,利用数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上,这样就可以很好的控制变形和误差凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影,地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性,在各类地理信息系统的建立过程中,选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题所以一句话,投影:就是建立地球表面上点(Q,)和平面上的点(x,y)之间的函数关系式的过程这时候就有一个问题要问了,就是随着地图制图理论及科学技术的不断发展,就会有不同的国家,不同的人,提出了不同的数学法则这就表示存在着很多的投影方式有时候我们需要将不同的投影方式变换成同一种投影方式,或者将不同的投影参数,变换成相同的投影参数,这都需要进行投影变换所以一句话,投影变换:就是将不同的地图投影函数关系式变换的过程在MAPGIS中的投影变换的定义如下:将当前地图投影坐标转换为另一种投影坐标,它包括坐标系的转换不同投影系之间的变换以及同一投影系下不同坐标的变换等多种变换下面我们就来看看投影和变换过程中所涉及到的知识点地球椭球体地图投影是指建立地球表面上点(Q,)和平面上的点(x,y)之间的函数关系式的过程那我们先来看看,如何在地球表面上表示地物要素的空间信息只有先将地球表面上的地物要素的空间信息描述好了以后,在将它们通过函数关系式,投影到地图平面上去,这样才可以进行空间分析或者其它的运算我们知道:如果要描述地物要素的空间信息,或者不同地物要素之间的相对空间关系,首先要在地球上建立一个参考系,只有建立了参考系,才能去准确的描述每个地物的坐标等信息这涉及到很多地球的形状及椭球体方面的知识1地球的形状地球自然表面是一个起伏不平十分不规则的表面,有高山丘陵和平原,又有江河湖海地球表面约有71%的面积为海洋所占用,29%的面积是大陆与岛屿陆地上最高点与海洋中最深处相差近20 公里这个高低不平的表面无法用数学公式表达,也无法进行运算所以在量测与制图时,必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面当海洋静止时,它的自由水面必定与该面上各点的重力方向(铅垂线方向)成正交,我们把这个面叫做水准面但水准面有无数多个,其中有一个与静止的平均海水面相重合可以设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面,这就是大地水准面大地水准面所包围的形体,叫大地球体由于地球体内部质量分布的不均匀,引起重力方向的变化,导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规则的,仍然是不能用数学表达的曲面大地水准面形状虽然十分复杂,但从整体来看,起伏是微小的它是一个很接近于绕自转轴(短轴)旋转的椭球体所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体,这个旋转球体通常称地球椭球2地球的大小关于地球椭球体的大小,由于采用不同的资料推算,椭球体的元素值是不同的现将世界各国常用的地球椭球体的数据列表如下:各种地球椭球体模型椭球体名称年代长半轴(米)短半轴(米)扁率白塞尔(Bessel) 1841 6377397 6356079 1:299.15克拉克(Clarke) 1880 6378249 6356515 1:293.5克拉克(Clarke) 1866 6378206 6356584 1:295.0海福特(Hayford) 1910 6378388 6356912 1:297克拉索夫斯基(北京54)1940 6378245 6356863 1:298.3I.U.G.G (西安80)1975 6378140 6356755 1:298.25WGS-84 1979 6378137 6356759 1:298.263 MAPGIS中的椭球体在MAPGIS软件中最常用的就是两种椭球体,它们在MAPGIS软件中是以选择北京54坐标系或西安80坐标系的方式表现出来的比如在做标准框时,系统提示我们选择椭球体,这时我们要么选择北京54,要么选择西安80或者其他所以说在MAPGIS中,当提到北京54坐标系或西安80坐标系时,它们所代表的含义不是大地测量中的大地坐标系,而是指不同的椭球参数,这个一定要搞清楚下面我们就了解一下我们国家的坐标系当前我国采用坐标系主要有:1954 年北京坐标系1980年西安坐标系新1954 年北京坐标系WGS84坐标系该坐标系是通过与原苏联1942年坐标系联测而建立的解放后,为了建立我国天文大地网,鉴于当时历史条件,在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测,推算出其坐标作为我国天文大地网的起算数据;随后,通过锁网的大地坐标计算,推算出北京点的坐标,并定名为1954年北京坐标系因此,1954 年北京坐标系是苏联1942 年坐标系的延伸,其原点不在北京,而在苏联普尔科沃该坐标系采用克拉索夫斯基椭球作为参考椭球,高程系统采用正常高,以1956 年黄海平均海水面为基准该坐标系有两个缺陷:因为它是在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测,推算出其坐标作为我国天文大地网的起算数据,所以随着误差的不断累计,到了中国西部以后,测量的数据必须经过严格修正后,才能达到要求1954 年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球作为参考椭球,这一点和其他国家的参考椭球不一致,所以该坐标系的数据必须经过变换后才可以在国际上得到认可1980 年西安坐标系1978 年4 月召开的全国天文大地网平差会议上决定建立我国新的坐标系,称为1980 年国家大地坐标系其大地原点设在西安西北的永乐镇,简称西安原点椭球参数选用1975年国际大地测量与地球物理联合会第16 界大会的推荐值简称IUUG-75地球椭球参数或IAG-75 地球椭球新1954年北京坐标系将全国大地网整体平差的结果整体换算到克拉索夫斯基椭球体上,形成一个新的坐标系,称为新1954 年北京坐标系该坐标系与1980年国家大地坐标系的轴定向基准相同,网的点位精度相同WGS84 坐标系在GPS 定位中,定位结果属于WGS-84 坐标系该坐标系是使用了更高精度的VLBLSLR等成果而建立的坐标系原点位于地球质心,Z 轴指向BIH1984.0 协议地极(CTP)不同的投影方式前面提到,随着地图制图理论及科学技术的不断发展,就会有不同的国家,不同的人,提出了不同的数学法则这就表示存在着很多的投影方式下面对不同投影方式做一下归类,详细的资料可以参考有关的书籍按地图投影的构成方法分:a 几何投影:几何投影源于透视几何学原理,并以几何特征为依据,将地球椭球面的经纬网投影到平面上或投影到可以展成平面的圆柱表面和圆锥表面等几何面上,从而构成:方位投影圆柱投影圆锥投影;方位投影:以平面作为辅助投影面,使球体与平面相切或相割,将球体表面上的经纬网投影到平面上构成的一种投影;圆柱投影:以圆柱表面作为辅助投影面,使球体和圆柱表面相切或相割,将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面上,然后再将圆柱表面展成平面而构成的一种投影;圆锥投影:以圆锥表面作为辅助投影面,使球体和圆柱表面相切或相割,将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面上,然后再将圆锥表面展成平面而构成的一种投影据球面和投影面的相对部位不同,上述投投影影有可分为:正轴投影横轴投影斜轴投影;在圆柱投影中,以正轴和横轴常见;在圆锥投影中以正轴常见;正横斜轴方位投影正横斜轴圆柱投影正横斜轴圆锥投影正轴投影经纬线形状b 非几何投影:通过一系列数学解析法,由几何投影演绎产生了非几何投影,它们并不借助投影面,而是根据制图的某些特定要求,如考虑制图区域形状等特点,选用合适的投影条件,用数学解析方法,求出投影公式,确定平面和球面之间点与点间的函数关系据经纬线的形状,可将非几何投影分为伪方位投影伪圆柱投影伪圆锥投影多圆锥投影;(新编地图学P59)伪方位投影:在正轴情况下,伪方位投影的纬线仍投影为同心圆,除中央经线投影成直线外,其余经线均投影成对称于中央经线的曲线,且交于纬线的共同圆心;伪圆柱投影:在正轴圆柱投影基础上,规定纬线仍为平行直线,除中央经线投影成直线外,其余经线均投影成对称于中央经线的曲线;伪圆锥投影:在圆锥投影基础上,规定纬线仍为同心圆弧,除中央经线仍为直线外,其余经线则投影成对称于中央经线的曲线;多圆锥投影:这是一种假想借助多个圆锥表面与球体相切设计而成的投影,纬线为同轴为同轴圆弧,其圆心位于中央经线上,中央经线为直线,其余经线则投影成对称与中央经线的曲线;按地图投影的变形性质分:等角投影地球表面上无穷小图形投影后仍保持相似或两微分线段所组成的角度,在投影后仍保持不变,称等角投影,又称正形投影在等角投影中变形椭圆为不同大小的圆,它满足条件,极值长度比a=b或经纬线夹角=90°和沿经纬度长度比相圆锥等(m=n)等积投影地球面上的图形在投影后保持面积不变,称等面积投影投影中变形椭圆为面积相等而形状不同的椭圆,这满足条件,面积比P=a×b=mnsin=1 任意投影即不具备以上两种投影的,在任意投影中,如果沿某一主方向的长度比等于1,即a=1或b=1,则这种投影称为等距离投影前面对投影方式做了大体的分类后,下面讲解一个具体的投影方式:高斯-克吕格投影高斯-克吕格投影由德国数学家高斯提出,后经克吕格扩充并推导出计算公式,故称为高斯-克吕格投影,简称高斯投影为了控制变形,本投影采用分带的思想6度带是从0度子午线(在英国的格林尼治天文台附近)起,自西向东每隔经差6为一投影带,全球分为60带,各带的带号用自然序数1,2,3,60 表示即以东经0-6为第1带,其中央经线为3E,东经6-12 为第2 带,其中央经线为9E,其余类推3度带,是从东经1度30分的经线开始,每隔3度为一带,全球划分为120 个投影带这样的目的就是为了让6度分带的中央经线全部和3度分带的中央经线重合,3度分带的中央经线只有一半和6度分带的中央经线重合在高斯-克吕格投影上,规定以中央经线为X 轴,赤道为Y 轴,两轴的交点为坐标原点如下图所示:我国规定1:1 万1:2.5 万1:5 万1:10 万1:25 万1:50 万比例尺地形图,均采用高斯-克吕格投影1:2.5 至1:50万比例尺地形图采用经差6 度分带,1:1万比例尺地形图采用经差3 度分带MAPGIS中图框的制作由于图框和投影变换紧密相连,故MAPGIS将其放在同一个系统中在MAPGIS 中生成图框,大家应该用的很多了,这里就不再重复只是将其中用到的一些重要的知识点做一下归纳和总结首先搞清楚在MAPGIS大小比例尺的分界,如下:它以1:5000为界小于或等于1:5000时,小比例尺,图幅为梯形图幅(在后面地图入库的时候,是选择矩形图幅,还是梯形图幅就看这里),单位为经纬度;大于1:5000时,大比例尺,图幅为矩形图幅,单位为公里值;根据这个标准,在MAPGIS中我将图框分为一下四类:小比例尺的标准框:在系统标准框菜单下,选择相应的比例命令即可小比例尺的非标准框:在投影变换菜单下绘制投影经纬网命令大比例尺的标准框:在系统标准框菜单下,选择相应的比例尺命令,在矩形分幅方法中选择正方形或者矩形大比例尺的非标准框:在系统标准框菜单下,选择相应的比例尺命令,在矩形分幅方法中选择任意矩形分幅所以总这里可以看出,小比例尺的标准框和小比例尺的非标准框是通过不同的菜单下不同的命令生成的,而大比例尺的标准框和大比例尺的非标准框则是通过同一个命令生成的,只是矩形分幅方法不一致而已北京54坐标系转西安80坐标系首先将MAPGIS平台的工作路径设置为..\北京54转西安80文件夹下下面我们来讲解北京54坐标系转西安80坐标系的转换方法和步骤一数据说明北京54坐标系和西安80坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换,一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转(WX),Y旋转(WY),Z旋转(WY),尺度变化(DM)若得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对(即北京54坐标下xyz 和西安80坐标系下xyz),可以向地方测绘局获取二北京54坐标系转西安80坐标系的操作步骤启动投影变换模块,单击文件菜单下打开文件命令,将演示数据演示数据_北京54.WT演示数据_北京54.WL演示数据_北京54.WP打开:1 单击投影转换菜单下S坐标系转换命令,系统弹出转换坐标值话框:在输入一栏中,坐标系设置为北京54坐标系,单位设置为线类单位-米;在输出一栏中,坐标系设置为西安80坐标系,单位设置为线类单位-米;在转换方法一栏中,单击公共点操作求系数项;在输入一栏中,输入北京54坐标系下一个公共点的(xyz),如图2所示;在输出一栏中,输入西安80坐标系下对应的公共点的(xyz),如图2所示;在窗口右下角,单击输入公共点按钮,右边的数字变为1,表示输入了一个公共点对;依照相同的方法,再输入另外的2个公共点对;在转换方法一栏中,单击七参数布尔莎模型项,将右边的转换系数项激活;单击求转换系数菜单下求转换系数命令,系统根据输入的3个公共点对坐标自动计算出7个参数,将其记录下来;然后单击确定按钮;2 单击投影转换菜单下编辑坐标转换参数命令,系统弹出不同地理坐标系转换参数设置对话框;在坐标系选项一栏中,设置各项参数如下:源坐标系:北京54坐标系;目的坐标系:西安80坐标系;转换方法:七参数布尔莎模型;长度单位:米;角度单位:弧度;然后单击添加项按钮,则在窗口左边的不同椭球间转换列表中将该转换关系列出;在窗口下方的参数设置一栏中,将上一步得到的七个参数依次输入到相应的文本框中;单击修改项按钮,输入转换关系,并单击确定按钮;接下来就是文件投影的操作过程了3 单击投影转换菜单下MAPGIS投影转换/选转换线文件命令,系统弹出选择文件对话框:选中待转换的文件演示数据_北京54.WL,单击确定按钮;4 设置文件的Tic点,在投影变换模块下提供了两种方法:手工设置和文件间拷贝,这里不作详细的说明;5 单击投影转换菜单下编辑当前投影参数命令,系统弹出输入投影参数对话框,如图6所示,根据数据的实际情况来设置其地图参数,如下:坐标系类型:大地坐标系椭球参数:北京54投影类型:高斯-克吕格投影比例尺分母:1坐标单位:米投影中心点经度(DMS):1230000然后单击确定按钮;6 单击投影转换菜单下设置转换后参数命令,系统弹出输入投影参数对话框,如图7所示,转换后的参数设置为:坐标系类型:大地坐标系椭球参数:西安80(注意椭球参数的变换)投影类型:高斯-克吕格投影比例尺分母:1坐标单位:米投影中心点经度(DMS):1230000(注意前后中央经线保持一致)7 单击投影转换菜单下进行投影变换命令,系统弹出输入转换后位移值对话框,单击开始转换按钮,系统开始按照设定的参数转换线文件以同样的操作步骤和参数设置,将演示数据_北京54.WL演示数据_北京54.WP文件进行投影转换;8 单击鼠标右键,选择复位命令,系统弹出选择文件名对话框,可以看到系统生成了三个新的文件:NEWLIN.WLNEWPNT.WTNEWPNT.WP,依次选中这三个文件,单击确定按钮,如图7所示:这时新生成的三个文件就是西安80坐标系下的文件;补充:通常情况下,转换过来的数据会有一定的误差存在,所以有时为了保证数据的精度,在转换的过程中通过设置横坐标和纵坐标的偏移量来修正转换后的坐标值;跨带投影:我们知道高斯-克吕格投影采用了分带投影的思想,每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值,所以各带的坐标完全相同,使用时只需变一个带号即可,这样就存在着如果不考虑带号的情况下,会有重叠的情况出现,如果要想将重叠的图框回到其实际所在的位置上,这时就会用到跨带投影跨带投影是MAPGIS投影变换中一个很重要的方面下面来讲解跨带投影的操作方法和步骤,共分为两部分:一演示数据的生成和说明:在投影变换模块下分别生成3幅1:50万的标准框,并在输入编辑模块中将其改成不同的颜色(FRAM_50_左.W~表示FRAM_50_左.WL和FRAM_50_左.WT):名称起始经度(DDMMSS)起始纬度(DDMMSS)中央经线(DDMMSS)FRAM_50_左.W~ 1140000 280000 1170000FRAM_50_中.W~ 1170000 280000 1170000FRAM_50_右.W~ 1200000 280000 1230000因为在投影过程中采用的是高斯克吕格投影,且1:50万的标准图框的经线跨度为3°,所以当同时打开这三幅标准图框时,会发现FRAM_50_左.W~和FRAM_50_右.W~二者重叠在了一起,如图1所示:如果想实现三个标准框连续排列,则需要经过跨带投影二跨带投影的操作步骤启动投影变换模块,单击文件菜单下打开文件命令,将FRAM_50_左.W~FRAM_50_中.W~FRAM_50_右.W~三个标准框添加进来1 单击投影转换菜单下MAPGIS文件投影/选转换线文件文件命令,系统弹出选择文件对话框,选择FRAM_50_右.WL,单击确定按钮2 设置文件的Tic点,因为在生成标准图框时MAPGIS为自动为其添加4个Tic点,所以这里不再作详细的说明;3 单击投影转换菜单下编辑当前投影参数命令,系统弹出输入投影参数对话框坐标系类型:投影平面直角坐标系椭球参数:西安80投影类型:高斯-克吕格投影比例尺分母:500000坐标单位:毫米投影中心点经度(DMS):1230000通常情况下,因为是标准框,所以系统会自动的读取其各项参数,所以只需检查各项参数设置是否有错即可;4 单击投影转换菜单下设置转换后参数命令,系统弹出输入投影参数对话框坐标系类型:投影平面直角坐标系椭球参数:西安80投影类型:高斯-克吕格投影比例尺分母:500000坐标单位:毫米投影中心点经度(DMS):1170000(注意前后中央经线发生了变化)5 单击投影转换菜单下进行投影变换命令,系统弹出输入转换后位移值对话框,单击开始转换按钮,系统开始按照设定的参数转换线文件以同样的操作步骤和参数设置,将FRAM_50_右.WT文件进行投影转换;6 单击鼠标右键,选择复位命令,系统弹出选择文件名对话框,可以看到系统生成了两个新的文件:NEWLIN.WLNEWPNT.WT,依次选中FRAM_50_左.W~FRAM_50_中.W~及两个新生成的文件,然后单击确定按钮补充:中央经线的设置方法跨带投影的过程中设计到一个很重要的参数就是中央经线,因为高斯-克吕格投影采用的是分带的思想,所以在每个投影带都会有一个中央经线,中央经线设置错误,则投影变换的结果就会有问题,尤其是跨带投影的情况下那如何查阅一个标准框的中央经线呢?我们国家规定:高斯-克吕格投影,1:2.5万~1:50万地形图均采用6度分带;1:1万及更大比例尺采用3度分带,所以上述3幅标准图框都采用的6度分带由标准框的起始经纬度,如FRAM_50_左.W~的起始经纬度1140000,我们可以查阅出其对应的中央经线单击投影变换模块帮助菜单下帮助目录命令,在系统弹出的对话框中,选择索引页,找到6度分带表,单击显示按钮,则6度分带表根据标准框的起始经纬度,可以分别查阅到FRAM_50_左.W~的中央经线为:1170000FRAM_50_中.W~的中央经线为:1170000FRAM_50_右.W~的中央经线为:1230000地图坐标常识1椭球面地图坐标系由大地基准面和地图投影确定,大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的大地基准面,我们通常称谓的北京54坐标系西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统,WGS84基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心的坐标系因此相对同一地理位置,不同的大地基准面,它们的经纬度坐标是有差异的采用的3个椭球体参数如下(源自全球定位系统测量规范GB/T18314-2001):理解:椭球面是用来逼近地球的,应该是一个立的椭圆旋转而成的2大地基准面椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的大地基准面显然是不同的在目前的GIS商用软件中,大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义,即三个平移参数XYZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数xyz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕XtYtZt的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小北京54西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开,实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换,在只有一个已知控制点的情况下(往往如此),用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数,当工作区范围不大时,如青岛市,精度也足够了以(32°,121°)的高斯-克吕格投影结果为例,北京54及WGS84基准面,两者投影结果在南北方向差距约63米(见下表),对于几十或几百万的地图来说,这一误差无足轻重,但在工程地图中还是应该加以考虑的输入坐标(度)北京54 高斯投影(米)WGS84 高斯投影(米)纬度值(X)32 3543664 3543601经度值(Y)121 21310994 21310997理解:椭球面和地球肯定不是完全贴合的,因而,即使用同一个椭球面,不同的地区由于关心的位置不同,需要最大限度的贴合自己的那一部分,因而大地基准面就会不同3高斯投影(1)高斯-克吕格投影性质高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称高斯投影,又名"等角横切椭圆柱投影,地球椭球面和平面间正形投影的一种德国数学家物理学家天文学家高斯(Carl FriedrichGauss,1777一1855)于十九世纪二十年代拟定,后经德国大地测量学家克吕格(Johannes Kruger,1857~1928)于1912年对投影公式加以补充,故名该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件,确定函数的形式,从而得到高斯一克吕格投影公式投影。
数学模型在地质学中的应用

数学模型在地质学中的应用一、绪论数学模型是一门新兴学科,是数学理论与实际问题相结合的一门科学.数学模型就是通过研究观察到的现象及实践经验,将其归结成一套反映其内部因素数量关系的数学公式、逻辑准则和具体算法,用以描述和研究客观现象的运动规律.它将现实问题归结为相应的数学问题,并在此基础上利用数学的概念、理论和方法进行深入的分析和研究,从定性或定量的角度描述实际问题,并为解决现实问题提供精确的数据和可靠的指导.数学建模是指建立数学模型,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化等方法来建立能够近似描述和解决实际问题的一种强有力的数学手段.数学模型的应用相当广泛,在分析与设计、预报与决策、控制与优化、规划与管理等方面都发挥了巨大的作用,取得了良好的社会效益和经济效益,为世人所瞩目,成为知识经济的推动力.同样,在广泛的地质学领域中,数学建模也处处存在,数学建模的存在,将地质学的发展推向了一个新的浪潮,可能有希望将地质学从一门定性科学转换成为一门定量科学[1].如今,在地质学的众多分支学科中,数学模型都得到了极其广泛的应用.本文主要运用数学模型来分析地质学中的一些实际问题,并把两者有机的结合起来,拓宽数学模型的发展领域,增加其对实践的指导意义,并为地质学的研究与发展提供新的方法.二、数学模型在矿产资源评价中的应用在矿产资源评价中,地质模型和数学模型的结合点是按有效的成矿理论建立区域成矿模式,然后用数学模型逼近,确定成矿地质条件与矿产资源量之间的关系,建立定量评价模型.简言之,矿产资源定量评价模型是用数学语言阐明地质条件与矿产资源量之间的关系[2].矿产资源评价中的数学模型是实现定量评价的工具,在矿产资源评价的实际工作中使用的数学模型可以是概率统计模型,也可以是确定性模型.1973年,D.P.Harris确定了矿产资源量(R)与地质条件(g1、g2、……、g n)之间的数学关系:R= f(g1、g2、……、g n)+ e + μ(1)式中,f为g1、g2、……、g n的函数,在一般情况下指评价使用的数学模型;e为函数f(g1、g2、……、g n)的估计误差;μ与g1、g2、……、g n以外的地质变量有关.公式(1)表明了地质模型转化为数学模型的基本原理,同时也表明了可以用数学模型来沟通矿产资源量与地质环境.从中也可以看到采用合理的数学模型描述矿产资源与地质条件之间关系是矿产资源评价实践的关键.随着数学模型的引进,矿产资源的评价进入了新的时代,用数学模型评价矿产资源,用经济指标圈定矿体成为主流.对于用经济指标圈定矿体,一种指标代替多种指标,不仅方便快捷,而且是经济合理的.下面介绍评价矿产资源的几个常用模型.矿产资源经济指数计算公式:σt=[(P0+△P t)/P0]/[(Q0+△Q t)/Q0]=αt/βt (2)式中,σt为矿产资源经济指数;P0、αt分别为基准年和t年矿产资源工业储量潜在价值及指数;Q0、βt分别为基准年和t年沿海地区工业总产值及指数;△P t、△Q t 分别为矿产潜在价值增量与工业总产值增量.矿山资产评估模型(此处为期权定价的Black-Sholes模型):C=e-r T [FN(d1)-XN(d2)](3)其中d1=[ln(F/X)- (σ2/2)T]/ σ[(T)1/2],d2= d1-σ[(T)1/2].式中,C为欧式看涨期权的价格;X为执行价格;T为一年表示的权利期间的长短;r为瞬间的无风险利率;N为累积正态分布函数;F为商品期货价格;σ为标准的资产价格的波动性.这些模型在矿山开发利用方面发挥了巨大的作用,有利于资源的有序开发与保护.三、数学模型在褶皱分类中的应用根据褶皱在沿垂直于褶皱轴向的剖面上的几何形态,可把褶皱归为两种基本的形态:半波褶曲(背形或向形),完整褶皱即谐波褶皱(背形连向形)[3].两者可以分别表达为:Z=ax2 (抛物线型)(4)Z= b×sin(nx + c)(谐波型)(5)式中,a、b、c、n均为实参数.此数学抽象基于两点考虑:一是单性原则,即基本的褶曲形态作为参与褶皱叠加的几何元素,应具有简单性,以便讨论问题;其二是完备性原则,即起码在数学的意义上可用(4)和(5)式给出其它复杂褶皱形态足够好的逼近.其实用傅立叶分析的方法来分析褶皱形状已是广泛讨论过的课题,该方法的实质便是用一系列三角函数来逼近任意形状的曲线(面).对一个褶皱分析,往往只需要傅里叶展开式的前几项就可以满足地质精度了.此处建立的上述对褶皱叠加元素的数学抽象,使千变万化的褶皱叠加现象,有了统一的数学基础,从而简化了对褶皱叠加的讨论.从褶皱叠加演化序列上分析,叠加褶皱实际上是递进变形过程,或后期对前期褶皱干涉的结果.当两期褶皱的干涉作用发生于空间的不同方位时,其结果较为复杂.此处只列举两种特定方位即两期褶皱轴向平行或垂直的叠加褶皱的数学表达式.Z=a1x2与Z=a2x2或Z=b1sin(n1x+c1)与Z=b2sin(n2x+c2)的叠加.写成数学表达式就是:Z=(a1+a2)x2(6)Z= b1sin(n1x+c1)+ b2sin(n2x+c2)(7)(6)式表示的褶皱仍是抛物线型的,但比原褶曲更为舒缓(a1a2<0)或更为拱起(a1a2>0).(7)式表示的叠加褶皱仍是谐波型的:当n1/n2为有理数时形成的叠加褶皱在空间上具有周期性,否则具准周期性.四、数学模型在矿山断层构造研究中的应用由于对矿山小断层构造认识不清楚,探测力度不够,构造预测准确性差,给矿山生产和建设带来很多困难.同时,因对小断层构造认识不清而导致底板突水,淹没工作面,甚至淹没矿井的现象也时有发生.所以,必须对矿山的小断层进行探查预测,并尽量提高预测的准确性.利用数学地质中统计分析的方法,通过对已被揭露的小断层构造的分析研究,经过数学计算,建立一种数学模型,用它来拟合矿井小断层构造的出现和展布规律,从而达到对矿山小断层构造既定性又定量的认识[4].矿山小断层构造的出现和展布规律,受到多种地质因素的影响.因此想要判断、预测矿山小断层,需要研究多个地质变量间的相关关系.数学模型的建立需要多元回归分析的方法来解决.通过对大量矿山小断层的解剖分析,从诸多影响因素中,选出了一些对因变量起主要作用的自变量,并将其引入回归方程,作重点分析,而把其次要作用的自变量除去,既避免了过分繁琐的数学计算,又使得到的回归方程具有较高的精度.所选用的主要因素有:(1)断层的断距;(2)断层的走向延展长度;(3)井下揭露断层地点的标高.预测矿山小断层的数学模型,其推导重点是应用数理统计中回归分析的方法,应用最小二乘法原理确定回归平面.设变量Y依赖于k个自变量X1,X2,X3,……,X k,根据实际观测资料得到如下的数据(表1):表1 自变量X 观测数据X 1X 2 …… X i …… X k Y X 11X 21 …… X i1 …… X k1 Y 1 X 12X 22 …… X i2 …… X k2 Y 2 :: : : : : : X 1JX 2J : X iJ : X kJ Y J :: : : : : : X 1n X 2n …… X in …… X kn Y n 表中:X iJ 表示第J 组数据、第i 个自变量的数值,其中i=1、2、3、……、k ,J=1、2、3、……、n .为了反映自变量X i 与因变量Y 之间的关系,首先配一个回归平面:Y=b 0+b 1X 1+b 2X 2+……+b k X k (8) 使实际观测值y i 与平面(1)上的相应y i 之间的偏差平方和21()n j j j y y ω∧==-∑ (9)为最小.为了满足上述条件,利用最小二乘法原理和微分学知识,构造k 元一次方程组,可以解出回归系数b 0、b 1、b 2、……、b k ,将其代入(8)式可得所要求的回归平面方程.然后,应用F 检验法.取统计量:n-k-=k F S 回偏(1)S (10) 根据给定的信度α,查F 分布表,找出临界值F α,比较F 与F α的大小,对回归方程进行显著性检验.①若F ≥F α,回归方程显著;②若F <F α,回归方程不显著.五、数学模型在矿山水文地质中的应用矿坑涌水量是确定矿床水文地质类型,矿床水文地质条件复杂程度和评价矿床开发经济技术条件的重要指标之一.矿坑涌水量预测是随着矿床地质勘探程度的深入和对矿床水文地质条件的深化而逐渐完成的,可以分为三个步骤:第一步:建立水文地质(概化)模型.其要求是:(1)概化已知状态下矿区水文地质条件;(2)给出未来开采井巷的内部边界条件;(3)预测未来开采条件下的外部边界.第二步:选择计算方法,建立相应的数学模型.第三步:求解数学模型,评价预测结果.矿山设计中,矿坑涌水量是水文地质设计中的最重要的环节之一.在各种水文地质资料收集齐全的情况下,选择合理的数学模型计算矿坑涌水量是重中之重[5].数学模型是工具,是用来对水文地质概化模型进行数学描述的[6].即使概化模型正确,还有赖于建立一个适合于概化模型的数学模型,才能获得满意的预测涌水值[7].六、数学模型在三维地质建模中的应用地质体作为一种复杂地质现象的表现,很早就为人们所重视,为人类社会的发展做出了巨大贡献,解决了生产资料问题,但一直停留在人们思维推理加现场验证,费时费力,无法进行现场模拟,无法进行现实再现.现在有了数学建模和计算机进入地学领域,一切问题迎刃而解[8].在石油和天然气的勘探和开发中,三维建模可谓大放异彩,用地震法等获得数据,通过一定的数学模型,可以生成油藏的三维位置图,可谓真实再现.它还可以结合钻井资料,并结合地震解释层面、断面模型、剥蚀面及切断面关系之间的数学关系,生成石油储层模型,为计算油藏体积和经济开发服务.在这方面,不规则三角网(图1)和棱柱模型为三维建模提供了可能,使能源开发定量化.除了资源,在工程地质上,三维地质建模也发挥了巨大作用.基于离散数据集的曲面插值拟合方法,精确通过工程勘察数据点,获得光滑的地质界面的数学模型,可以用于表达地形、地下水位面、岩层面、构造面等各种地质界面和岩土体物理力学参数的空间分布,为安全而精确的地下施工提供了依据.它主要利用了拟合函数,插值函数和权重函数等,生成一幅符合实际的三维施工图.最常见的三维显示模型如下:依据三维坐标转换可以导出三维点(x,y,z)和鸟瞰显示的平面二维坐标(u,v)之间的数学变换公式:u=(xcosα-ysinε+l)/(xsinαsinP+ycosαsinP+zcosP+n) (11) v=[(xsinαcosP+ycosαcosP-zsinP+m)D]/(xsinαsinP+ycosαsinP+zcosP-n) (12) 式中(l,m,n)为坐标之间的平移量(视点坐标和三维坐标位置坐标系之间的原点平移量);α为投影(鸟瞰方向)的方位角;P为投影(鸟瞰方向)的俯仰角;D为二维投影平面(进行三维显示的平面)到视点的距离.图1 不规则三角网及其生成过程七、数学模型在地球物理中的应用地球物理作为地球科学的一门重要学科,数学模型在其中发挥了巨大的作用,特别是在地球物理勘探方面,出现很多有用的数学模型,为电磁法和地震法等方法的解译提供了很好的数学基础.在石油勘探方面,地震法发挥巨大作用;在铁矿找矿方面,磁法功不可没.这都是数学模型在反演计算中发挥巨大作用的结果,使结果更加准确可靠.对于电法,常用的数学模型有,二维构造条件下的MT(大地电磁法)数学模型[9],以及CSAMT二维正演数学模型.八、数学模型在地球化学中的应用地球化学在寻找资源方面发挥了巨大作用,根据统计得出地球各元素的含量,建立起一个地球元素含量数学模型,然后在一些地方进行化学勘探,把得出的元素含量结果,输入数学模型,得出异常图,便可以找出异常地区的矿体.这其中要用到一些权重函数和插值函数,外加当地的各种因素,用这些函数进行权重比较和成图,得出需要的结果.目前,在前沿的缓变型地球化学灾害的研究中,数学模型发挥很大作用[10].所谓缓变地球化学灾害是指通过长期积累而存在于土壤或沉积物中的包括重金属和有机污染物在内的环境污染物,因环境物理化学条件(例如温度、PH值、湿度、有机质含量等)的改变减小了环境容量,某种或某些形态的污染物大量地被重新活化和突然释放出来并造成严重生态和环境损害的灾害现象.这种灾害具有明显的特征,其定量数学模型可较完整地概括出环境系统从“干净”到“污染”再到“灾害”的整个过程,可用于灾害的风险评估、预测、灾害爆发轨迹等方面的研究,为土壤污染防治和灾害预警提供了定量研究工具和可供实际采用的基本手段,可为当前的生态环境地球化学评价提供指导.其中,提出了一个著名的爆发时间公式,如下:t=[m(c BCP-c)]/v式中,m表示一个质量为m的土壤系统,且假定污染物输入后在系统均匀分布;c 表示当前污染物的浓度;c BCP表示爆发临界点的值;v表示污染物的输入速度;t表示缓变型地球化学灾害所需的时间.九、展望人类正进入信息社会时代,面临许多发展与对策问题.应用数学也同步进入一个新的发展阶段,国际间已多次举行过有关数学等方面的学术性会议,并且应用数学在科学、技术、生产、管理方面的应用也越来越广泛、深入,在航天,医学、生物学,地质学,图形处理等领域的前沿阵地上都发挥着重要作用.一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步.陈述彭院士说过:“没有数学模型,人们辛勤获取的大量观测数据,就像一盘散沙,找不出其中哪些是璀璨的金粒,哪些能够显示出本质性的规律,从中提取有效的信息,升华为科学知识.”作为地学和遥感领域的专家,陈先生一句话点明了数学建模在地学中的巨大作用.上述只是介绍了数学模型在地质学一些领域内的应用,另外在地质学的其它方面,数学模型也发挥了巨大的作用,例如在遥感地质学、沉积地质学、矿物学、地质灾害预测等领域都有着不可替代的重要作用.随着现代科学技术从定性研究转向定量研究的发展趋势,在一切学科中,无论是高技术领域,还是描述密集性的学科,数学都将发挥着关键性的作用.参考文献1.翦知湣.地学发现中的数学模型方法,同济大学学报,1992,3(1):109-114. 2.朱裕生,余金生,李裕伟. 矿产资源评价中的数学模型,矿床地质研究所所刊,1986,1:57-88.3.刘德良,杨晓勇,陈增兵. 复合褶皱数学模型的应用,安徽地质,1995,5(4):74-79. 4.冯兆安,张树国,张兆强.矿山小断层构造预测中数学模型的建立及应用,山东煤炭科技,2001,3:43-45.5.吴志刚.浅谈数学模型在矿山水文地质中的应用,化工矿物与加工,2004,2:33-34. 6.胡琏. 试论水文地质数学模型及其应用. 水文地质工程地质,1986(5):11-15.7.涂国强,杨立中,贺玉龙等. 地质灾害预测数学模型研究,四川师范大学学报,2001,24(6):637-639.8.曾钱帮,何小萍.三维地质建模的数学模型与显示方法,工程地质计算机应用,2006,43(3):1-8.9.胡建德.电法勘探中的数学模型,数学实践与认识,2004,34(2):27-31.10.陈明,冯流,周国华.缓变型地球化学灾害:特征、模型和应用,地质通报,2005,24(10):916-921.附录最初接触数学模型时,以为数学模型是一门高深的课程,没有扎实的数学基础是很难掌握的,由于专业的限制,自己拥有的数学知识很有限,仅限于初高中及大学中的高等数学,概率论及线性代数,所以一直不敢参与数学建模竞赛之类的活动中.然而,通过对数学模型的学习,我发现之前对数学模型的理解都是不准确的.数学模型并非遥不可及,反而很贴近我们的生活,因为它解决的是现实生活中的问题,它源于实践,是对现实的模拟.数学建模不需要深奥的数学知识,一个恰当的公式或许就可以成就一个伟大的模型.我也意识到自己就曾经多次用数学方法来解决生活中出现的问题,终于明白了数学是一种必备工具,离开了数学,生活中的许多问题都会无法解决.通过学习我意识到数学模型需要人们有丰富的想象力和洞察力,外加那么一点灵感,才能把模型建立起来,而以前已经学过的微积分、线性代数等都成了求解所建模型的一种工具.通过韩老师的讲解下我才对数学模型有了全面认识.在上课期间感觉到老师渊博的学识与灵活的教学方式.老师在数学模型这门课的讲解中把理论与实例紧密的结合,不仅增加了课程的实用性同时在提高学生学习兴趣方面都大有裨益.另外老师严谨的学风,兢兢业业的治学态度,缜密的思维方式,以及对学生谦逊和蔼的教学态度都让我受益匪浅.因为学习的过程不单单是传授知识,更多的是良好思维习惯的培养与个人能力的提升,非常感谢韩老师将这一点很好的融会到教学实践过程中传授给我们.在写此篇论文过程中,我搜集并查阅了大量的文献资料,了解到数学模型在我的专业——地质领域中有着广泛的应用,数学模型的建立为解决实际地质问题提供了一个经济有效的方法,大大提高了解决实际问题的便捷性.数学建模有重要的价值和实际意义,必将会在现实得到更普遍的应用,为解决实际问题发挥其独特的作用.。
地质学的研究方法与技术科学探索的工具

地质学的研究方法与技术科学探索的工具地质学是一门研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的科学。
为了深入探索地球的奥秘,地质学家们运用了各种各样的研究方法和技术,这些方法和技术就像是探索未知世界的工具,帮助我们揭示地球的过去、现在和未来。
地质学家首先会进行野外观察。
这是地质学研究中最基础也是最重要的环节之一。
他们会前往山脉、峡谷、海滩等地,观察岩石的露头、地层的分布、地质构造的形态等。
通过仔细观察,地质学家可以获得第一手的资料,了解地质现象的直观特征。
比如,观察褶皱的形态和走向,可以推断出地壳运动的方向和强度;观察岩石的颜色、纹理和成分,可以了解其形成的环境和过程。
在野外观察的基础上,地质学家会采集岩石、土壤和矿物样本。
这些样本被带回实验室进行详细的分析和测试。
常见的实验室分析方法包括薄片鉴定、化学分析、同位素测年等。
薄片鉴定是将岩石制成薄片,在显微镜下观察其矿物组成和结构;化学分析可以确定岩石中各种元素的含量;同位素测年则能够确定岩石形成的年龄。
地球物理勘探技术在地质学研究中也发挥着重要作用。
例如,地震勘探通过测量地震波在地下的传播速度和反射情况,来推断地下地层的结构和岩石的性质。
重力勘探利用重力异常来探测地下的密度分布,从而发现地下的地质构造和矿产资源。
磁力勘探则根据地下岩石的磁性差异来寻找磁性矿产和地质构造。
遥感技术为地质学研究提供了宏观的视角。
通过卫星图像和航空照片,地质学家可以观察大面积的地表特征,识别地质构造、地层分布和地貌形态。
遥感技术还可以监测地表的动态变化,如火山活动、滑坡和泥石流等地质灾害。
地质建模是一种将地质数据整合和可视化的方法。
通过建立三维地质模型,地质学家可以更直观地理解地下地质结构的空间关系,为矿产勘查、地质灾害评估和工程建设提供重要的依据。
在研究地球的历史和演化过程中,古生物学是不可或缺的工具。
通过研究化石,地质学家可以了解古代生物的形态、分类和演化,进而推断当时的环境和气候条件。
地质学中的数学与模型解读地球的复杂性

地质学中的数学与模型解读地球的复杂性在我们生活的这颗蓝色星球上,地质现象纷繁复杂,从雄伟的山脉到广袤的海洋,从炽热的火山活动到古老的岩石地层,每一个地质特征都承载着地球漫长历史的印记。
而要深入理解这些复杂的地质现象,揭开地球的神秘面纱,数学与模型成为了我们手中强大的工具。
数学,这个看似抽象的学科,在地质学中却有着实实在在的应用。
比如,通过数学计算,我们能够确定岩石的年龄。
地质学家利用放射性同位素的衰变规律,就像是拿着一把精准的时间尺子,来测量岩石形成至今所经历的岁月。
这种基于数学原理的定年方法,为我们构建了地球历史的时间框架,让我们能够追溯远古的地质事件。
再看地质结构的分析,数学中的几何学发挥着关键作用。
褶皱、断层等地质构造的形态和规模,可以用几何模型来描述和测量。
通过对这些地质结构的数学建模,我们能够推断出地壳运动的方式和力量,了解地球内部的动力机制。
数学统计学在地质学中也大有用武之地。
在研究岩石的矿物成分、颗粒大小分布等特征时,统计学方法能够帮助我们从大量的数据中提取有价值的信息,发现潜在的规律。
例如,通过对一组岩石样本的化学分析数据进行统计处理,我们可以判断它们的成因类型,以及它们在地质演化过程中的形成环境。
而模型,则是将数学与地质实际相结合的重要手段。
地质模型就像是地球的“数字孪生体”,让我们能够在虚拟的世界中模拟和预测地质过程。
一种常见的地质模型是地层模型。
它将地层的分布、厚度和岩性等信息以三维的形式呈现出来。
这对于石油和天然气的勘探开发至关重要。
通过建立地层模型,地质学家可以预测油气资源可能的储存位置,提高勘探的成功率。
还有地质过程模型,比如火山喷发模型。
它考虑了岩浆的物理性质、地下压力、地壳的应力等多种因素,利用数学方程来模拟火山喷发的过程。
这不仅有助于我们理解火山活动的机制,还能为火山灾害的预测和防范提供科学依据。
在地质灾害的研究中,数学与模型的结合更是发挥了重要作用。
以山体滑坡为例,通过建立数学模型,综合考虑地形、地质结构、降雨量等因素,我们可以评估山体滑坡的风险,提前采取防护措施,保障人民的生命财产安全。
高中数学投影的概念

高中数学投影的概念数学投影是一种有意义的方式,用于在视觉领域表达一些复杂的数学原理。
尤其是在高中数学课程中,数学投影有着广泛的应用。
学生们能够通过观察投影,更加清楚地理解数学概念。
本文将探讨高中数学投影的概念,旨在帮助学生理解数学投影的重要性和功能。
高中数学投影具有以下两个主要特征:一是数学投影可以把视觉描绘出来,以更直观的方式展现出数学概念;二是数学投影可以用来表示多维数据的外观,使其更容易理解和掌握。
高中数学投影的第一种用途是可视化表示经济、物理、化学等数学概念,可以让学生们更容易理解抽象的数学概念,并能够体会到复杂的数学模型的表示方式。
举例来说,德州大学的统计教授埃里克约翰逊使用投影技术说明了如何以更直观的方式将复杂的数据和情况图形化,例如使用“热点图”和“多维投影(Multi-Dimensional Projection)”分析中国的失业率等问题,可以使学生们更容易看清数学模型。
另一方面,高中数学投影也可以用来演示复杂的几何概念。
通过投影,学生可以更深入地理解几何形状、位置关系以及它们之间的关系。
比如可以使用“投影图”来演示三维几何体的“剖切”结构,或者使用“投影几何”来演示一个褶皱皮肤的投影特性。
这些技术都可以使学生们对几何概念有更深入的理解。
总而言之,高中数学投影可以帮助学生们更加有效、更直观地理解数学概念,并增强他们对数学抽象的理解能力。
它更多的是在数学的视觉方面,给学生引导性的指导,同时也能有效地带动学生发掘数学技术的精妙所在,激发其对数学的探索热情。
因此,高中的老师们应加强对学生学习数学投影的训练,大力推行这种有效教学手段,以帮助学生更加深入理解与把握数学概念,实现更高层次的学习效果。
数学思维在设计领域的应用有哪些

数学思维在设计领域的应用有哪些在当今的设计领域,数学思维不再是一个遥不可及的概念,而是一种实实在在的工具和灵感源泉。
从建筑设计到平面设计,从工业设计到时尚设计,数学思维的应用无处不在,为设计师们提供了独特的视角和创新的解决方案。
数学思维中的几何原理在设计中发挥着基础性的作用。
比如,在建筑设计中,建筑师们运用三角形的稳定性来构建坚固的结构,利用圆形和弧形的优美线条来打造富有艺术感的空间。
像悉尼歌剧院那独特的贝壳造型,就是对几何形状巧妙运用的典范。
其流畅的曲线和独特的几何组合,不仅在视觉上给人以强烈的冲击,还在结构上实现了稳定性和功能性的完美结合。
数学中的比例和尺度概念对于设计的美感和协调性至关重要。
黄金比例,这个神秘而迷人的数学比例,在设计中被广泛应用。
无论是一幅画作的构图,还是一件家具的尺寸设计,遵循黄金比例往往能带来令人赏心悦目的效果。
例如,在平面设计中,设计师会精心安排文字、图片和空白区域的比例,以创造出平衡、和谐的视觉效果。
一个经典的例子是苹果公司的产品设计,其外观的长宽比例、按键的大小和位置等,都经过了精确的计算和考量,以符合人体工程学和审美标准。
数学的逻辑思维也在设计流程中起到了关键作用。
在解决设计问题时,设计师需要像数学家一样进行逻辑推理和分析。
以工业设计为例,当设计一款新型手机时,需要考虑众多因素,如屏幕尺寸、电池容量、处理器性能等。
通过建立数学模型和进行数据分析,设计师可以评估不同方案的可行性和优劣,从而做出明智的决策。
这种基于逻辑的思考方式有助于提高设计的效率和质量,减少不必要的尝试和错误。
数学中的对称性和重复性在设计中能够营造出秩序感和韵律感。
在纺织品设计和壁纸设计中,重复的图案可以创造出丰富的视觉效果。
而对称的设计则给人一种平衡和稳定的感觉,常用于建筑的立面设计和珠宝设计。
例如,故宫的建筑布局就充分体现了对称性的美学价值,中轴线左右对称的宫殿建筑展现出庄严肃穆的皇家气派。
数学中的拓扑学思维在现代设计中也有独特的应用。
纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置设计及优化

YAN Guo-ping,ZHOU Jun-hong,ZHONG Fei,LI Zhe,ZHOU Hong-di,PENG Zhen-ao
(School of Mechanical Engineering,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)
合袋纠偏过程设置边界条件及接触参数,采用显示动力学分析方法对其动态纠偏过程进行仿真。接着,基于仿真结
果,结合 BP(back propagation,反向传播)神经网络和 GA(genetic algorithm,遗传算法)(简称为 BP-GA 算法),建立了
纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置工艺参数优化模型。最后,通过相应的计算程序,实现了纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置
作者简介:严国平(1978—),男,湖北武汉人,教授,博士,从事机械设计与仿真、系统优化及包装工程设计等研究,E-mail:iam‐
ygp@,https:///0000-0003-2609-1652
· 368 ·
工程设计学报
第 28 卷
designed magnetic compression correction device for paper-plastic composite bag could realize the correction function, and could make the wrinkles of paper-plastic composite bags during the transmission meet design requirements; the optimal process parameters of the device during correction were as follows: the electromagnet magnetic force was 7 N, the gap between the left and right belt components was 476 mm, the dynamic friction coefficient between the belt components and the paperplastic composite bag was 0.25, which was consistent with the optimization results based on the BP-GA algorithm. The research results can provide a reference for the further study of continuous magnetic correction of paper-plastic composite bags. Key words:paper-plastic composite bag; dynamic magnetic compression; correction device; BP-GA (back propagation-genetic algorithm) algorithm; finite element simulation; optimization
个旧矿区地层和控矿性研究

个旧矿区地层和控矿性研究一、引言个旧矿区是指那些曾经进行过矿业开发,但目前已经停产或废弃的矿区。
由于矿区地质条件的特殊性,个旧矿区的地层和控矿性研究具有重要意义。
本文将针对个旧矿区地层和控矿性进行研究。
二、个旧矿区地层特征个旧矿区的地层主要由沉积岩、火山岩和变质岩等构成。
沉积岩一般包括砂岩、泥岩和页岩等,火山岩主要包括火山碱性玄武岩和玄武岩等,变质岩包括片麻岩、千枚岩和云母片岩等。
个旧矿区地层的年代可以通过地质野外调查和实验室测试等方法确定。
地层的特征包括厚度、层位、岩性、压力和温度等,这些特征对个旧矿区的矿产资源开发具有重要影响。
三、个旧矿区的矿产资源个旧矿区的主要矿产资源包括煤炭、铁矿石、金矿石、铜矿石和锌矿石等。
煤炭主要存在于个旧矿区的沉积岩中,具有丰富的储量和广泛的分布。
铁矿石主要存在于火山岩和变质岩中,具有较高的品位和经济价值。
金矿石主要存在于变质岩中,具有稳定的产出和较高的含金量。
铜矿石和锌矿石主要存在于火山岩和变质岩中,具有较高的品位和综合利用价值。
了解个旧矿区的地层特征对于合理开发和利用这些矿产资源具有重要意义。
四、个旧矿区的控矿性个旧矿区的控矿性是指影响矿产资源形成和分布的地质条件和地球化学环境。
个旧矿区的控矿性主要包括构造控制、岩性控制和热液流体控制等方面。
构造控制是指构造运动对矿产资源的形成和分布产生的影响,包括断裂、褶皱和蚀变等。
岩性控制是指岩石类型和组成对矿产资源的形成和分布产生的影响,包括岩石的矿物组成、结构和成因等。
热液流体控制是指热液流体运移和沉淀对矿产资源的形成和分布产生的影响,包括矿化流体的源区、运移路径和渗透过程等。
了解个旧矿区的控矿性对于预测和评估矿产资源的潜力具有重要意义。
五、个旧矿区地层和控矿性研究方法个旧矿区地层和控矿性的研究可以采用地质野外调查、室内实验和数值模拟等方法。
地质野外调查是指对个旧矿区的地层和控矿性进行实地观察和采集样品,以获取地质数据和岩矿分析数据。
地质力学

地球科学大辞典地质力学地质力学总论【地质力学】geomechanics李四光创立,是地质学的一门分支学科。
地质力学最早把力学系统地引入地质学,是地质学与力学相结合的边缘科学,是用力学原理研究岩石圈变形和水圈运动的过程和方式,进而探讨地壳构造和地壳运动规律及其起因的科学。
1926年和1928年李四光先后发表《地球表面形象变迁之主因》及《晚古生代以后海水进退规程》等,从理论上探讨自水圈运动到岩石圈形变、自构造形迹到大陆构造运动等问题。
1929年提出构造体系这一重要概念,建立了一系列构造体系类型。
1941年他在演讲“南岭地质构造的地质力学分析”时正式提出“地质力学”一词。
1945年发表《地质力学之基础与方法》,1962年《地质力学概念》出版,对其理论和方法作了系统概括。
它从观察地质构造的现象(构造形迹)出发,分析地应力分布状况和岩石力学性质,追索力的作用,从力的作用方式进而追索地壳运动程式,并结合海水进退规程,探索地壳运动的规律和起源。
它研究地壳运动产生的各种形变的规律及其引起的物质变化规律,以及二者间的相互关系。
地质力学强调:①任何一种地壳构造运动的正确假说,都必须能够完满地说明客观地质现象,必须接受客观地质构造实际(和水圈变化)的严格检验,地质构造就成为探索地壳构造运动的主题;②各种地质构造大都是力作用的直接结果,它们都有一定的力学属性和力学本质,查明地质构造的力学性质就成为首要的基础性工作;③任何地质构造现象都不是孤立存在的,在它的发生和发展过程中,必有其不可分割的伴侣,成群成带相伴出现的地质构造现象的总体构成统一的构造体系。
每一类型的构造体系,均可当作一幅形变图像来看待,它反映一定方式的地壳运动。
上述论点是地质力学的三个主要立论依据及其三个基本特征,它们分别反映了地质力学实践的观点、本质的观点和联系的观点。
现已认识的构造体系,可划分为三大主要类型,即纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系。
这些构造体系主要是地壳的水平运动(经向的和纬向的)造成的,而地球自转速率的变化是发动地壳水平运动的主因。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Wrinkles, creases and folds are everywhere in nature, from the surface of human skin to the buckled(有扣的) crust of Earth. They can also be useful structures for engineers. Wrinkles in thin films, for example, can help make durable circuit boards for flexible electronics. A new mathematical model developed by researchers from
Brown University could help engineers control the formation of wrinkle, crease, and fold structures in a wide variety of materials. It may also help scientists understand how these structures form in nature. The work is published in the Proceedings of the Royal Society A.
"In nature, solid materials often have stiffer surfaces and a more compliant substrate (基质) underneath. We call that stiff surface the 'stiffness boundary layer,'" said Kyung-Suk Kim, professor of engineering at Brown, who performed the research with research associate Mazen Diab. "If you have that kind of system and you compress it, it begins to buckle(扣住,使弯曲) and form many different patterns on the surface."
Those structures include wrinkles, creases, ridges, and folds. In a paper published last year, Kim and Diab cataloged the formation of these structures -- they dubbed them "ruga" states -- in a theoretical model of a rubbery solid. With this latest paper, they model the transition points between these structures as materials with a stiffness boundary layer are compressed -- looking in particular at the transition from wrinkle to crease.
The model shows that at low compression, wrinkles begin to form across the surface. But as compression increases, the model identifies critical points at which groups of ripples suddenly disappear from the surface to form a single crease -- a sharp depression where the stiff surface plunges down into the substrate. Knowing that point of creasing, called localization, is critically important for many applications, Kim said.
One example is in flexible electronics. Circuit elements in flexible devices are made on thin films. Those films are usually made of metal, which means they break if stretched. To prevent that, engineers place wrinkles initially into their films. Those wrinkles give the film room to stretch a bit without breaking -- like a spring. But if those films are too soft and compressed too much, the wrinkles will localize into a crease. "If you get a crease into the substrate, the film will break," Kim said. "So circuit reliability is related to this localization process."
Kim and Diab also modeled the extent to which localization is reversible. In other words, once a crease forms in a material, how does it uncrease when compression is relaxed? They found that the compression level required to create a crease is different from what is required to undo it.
"If you have a crease and then you relax your strain a little bit, the wrinkles don't come back right away," Kim said. "It keeps its crease shape. We showed that you need a much more relaxed state to get the wrinkles back."
In addition to helping engineers, Kim hopes the model that he and Diab have created will help scientists understand compression processes in natural systems as well. Human skin has a stiffness boundary like the theoretical material Kim and Diab modeled. So the model may offer insights into how wrinkles and creases form in skin and could help in designing artificial skins and soft robot grips. The human brain is covered in wrinkles and creases. Perhaps models like this, Kim says, can shed light on how compression causes brain injury.
"We are laying down the mathematical framework for understanding how this works," Kim said.
The work was supported by the Korea Institute of Science and Technology, the Korea Institute of Machinery and Materials, and the U.S. National Science Foundation (DMR-0520651).
更多英语阅读:商务英语学习资料/study-business.html。