地学信息各向异性分布规律分析方法及装置、电子设备制造方法及图纸

本申请提供一种地学信息各向异性分布规律分析方法及装置、电子设备，所述方法包括：获取研究区内空间采样点的采样值；以任一采样点为中心，通过改变方位角，在每种方位角下，构建不同等效半径和压缩系数的多个椭圆窗口；针对同一方位角下的多个椭圆窗口，根据椭圆窗口内所有采样点的样本均值与预设分类阈值的相对差异值，选取方位角下的最优椭圆；根据多种方位角下的最优椭圆，以及最优椭圆的等效半径以及最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到研究区内空间采样点的各向异性分布规律。本申请方法能够客观、系统、定量地体现地学信息在空间的不同方向上表现的不同分布模式，具有较好的指示意义。

【技术实现步骤摘要】
地学信息各向异性分布规律分析方法及装置、电子设备
本申请涉及地理空间数据分布模式分析领域，具体而言，涉及一种地学信息各向异性分布规律分析方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质。
技术介绍
奇异性指数(singularity)是通过分形和多重分形的方法用于空间定量化，度量物质在相对狭小的时间或空间间隔内产生的巨量的物质堆积或能量的释放。奇异性指数的经典计算方法是通过正方形窗口方法得到的，如图1所示。其估算流程如下：以地球化学水系沉积物采样点数据为例；第一步，选取任意采样点，以该点为几何中心定义一系列正方形窗口为：ε1×ε1、ε2×ε2、……、εi×εi。第二步，获取各个窗口εi×εi内所有采样点测试所得浓度的平均值C[A(εi×εi)]；第三步，将各个窗口大小和其对应的平均浓度投影到双对数图(LogC[A(εi×εi)]-Log(εi×εi)之上，窗口大小和其对应浓度存在对数线性关系。该线性关系可由拟合的斜率k表示，k>0代表以该采样点为中心，浓度表现为衰减，指示浓度从该采样点向外扩散。k<0代表以该采样点为中心，浓度表现为增加，指示浓度向该采样点聚集。第四步，在当前的二维条件下奇异性指数α可由2-k得到。若α<2，表示浓度聚集，指示有利成矿。若α>2，表示浓度衰减，不利于成矿。若α＝2，表示浓度均匀分布，不受地质活动影响。对各个采样点重复以上四步，即可得到空间上的各个点的奇异性指数值。通过插值即可获得整个研究区在空间上的奇异性指数分布，并以此描述地球化学的空间变化规律，进而获得地球化学分布的空间定量化认识。目前也有通过在各个方向构造一系列矩形格窗来统计该方向上变化趋势，将变化趋势最大的方向定义为奇异性指数计算方向，其具体步骤和通过正方形窗口方法计算普通奇异性指数的原理一样，区别仅在于选取的窗口的形状不同。采用各向同性的正方形窗口计算的奇异性指数反应局部各向同性、均一性的地球化学分布，而实际的地球化学浓度的空间分布受到多期次、多方向地质活动的影响存在各向异性和非均一性，即在不同方向上表现为不同的分布模式，因此传统上常用的基于各向同性正方形窗口的奇异性指数计算方法，在一定程度上忽略了地理空间数据的各向异性的局部特征。而通过构造不同方向系列矩形窗口计算每个方向的最大变化趋势来确定奇异性指数的方法虽然考虑了变化的各向异性，但是所刻画的奇异性依然具有定向特征，适合用来考虑的定向分布规律，该方法在一定程度上忽略了由不同地质过程所造成的地理空间数据的不同分布模式。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种地学信息各向异性分布规律分析方法，用以客观、系统、全面地体现地学信息在空间的不同方向上表现的不同分布模式，具有较好的指示意义。本申请实施例第一方面提供了一种地学信息各向异性分布规律分析方法，包括：获取研究区内空间采样点的采样值；以任一采样点为中心，通过改变方位角，在每种方位角下，构建不同等效半径和压缩系数的多个椭圆窗口；针对同一方位角下的多个椭圆窗口，根据所述椭圆窗口内所有采样点的样本均值与预设分类阈值的相对差异值，选取所述方位角下的最优椭圆；根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律。在一实施例中，在所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律之后，所述方法还包括：对所述研究区内空间各采样点的奇异性指数进行插值运算，获得所述研究区内的各向异性奇异性分布规律。在一实施例中，在所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律之前，所述方法还包括：根据所述最优椭圆内包含的采样点的采样值，计算得到所述最优椭圆的样本均值。在一实施例中，所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律，包括：根据多种方位角下的最优椭圆，构建所述最优椭圆的等效半径与所述样本均值之间的双对数投影拟合线性关系；根据所述线性关系的斜率，计算得到中心的采样点的奇异性指数。在一实施例中，所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，包括：在每种方位角下，筛选与所述最优椭圆压缩系数相同，且等效半径小于等于所述方位角下最优椭圆的等效半径的目标椭圆；根据每种方位角下，所述目标椭圆内所有采样点的样本均值以及所述目标椭圆的等效半径，构建所述样本均值与所述等效半径之间的双对数投影拟合线性关系；根据所述线性关系的斜率，计算得到中心的采样点的奇异性指数。在一实施例中，所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律，包括：将所述最优椭圆内所有采样点的样本均值以及所述最优椭圆的等效半径作为奇异性指数计算模型的输入，获得计算中心的采样点的奇异性指数。本申请实施例第二方面提供一种地学信息各向异性分布规律分析装置，包括：获取模块，用于获取研究区内空间采样点的采样值；构建模块，用于以任一采样点为中心，通过改变方位角，在每种方位角下，构建不同等效半径和压缩系数的多个椭圆窗口；选择模块，用于针对同一方位角下的多个椭圆窗口，根据所述椭圆窗口内所有采样点的样本均值与预设分类阈值的相对差异值，选取所述方位角下的最优椭圆；计算模块，用于根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律。在一实施例中，所述装置还包括：输出模块，用于对所述研究区内空间各采样点的奇异性指数进行插值运算，获得所述研究区内的各向异性奇异性分布规律。本申请实施例第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述地学信息各向异性分布规律分析方法。本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行以完成上述地学信息各向异性分布规律分析方法。本申请上述实施例提供的技术方案，通过构造最优椭圆来计算研究区内空间采样点的各向异性奇异性指数，获得研究区内的分布规律以及研究区内的各向异性奇异性分布规律。该方法对各向异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地学信息各向异性分布规律分析方法，其特征在于，包括：/n获取研究区内空间采样点的采样值；/n以任一采样点为中心，通过改变方位角，在每种方位角下，构建不同等效半径和压缩系数的多个椭圆窗口；/n针对同一方位角下的多个椭圆窗口，根据所述椭圆窗口内所有采样点的样本均值与预设分类阈值的相对差异值，选取所述方位角下的最优椭圆；/n根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律。/n

【技术特征摘要】
1.一种地学信息各向异性分布规律分析方法，其特征在于，包括：
获取研究区内空间采样点的采样值；
以任一采样点为中心，通过改变方位角，在每种方位角下，构建不同等效半径和压缩系数的多个椭圆窗口；
针对同一方位角下的多个椭圆窗口，根据所述椭圆窗口内所有采样点的样本均值与预设分类阈值的相对差异值，选取所述方位角下的最优椭圆；
根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律之后，所述方法还包括：
对所述研究区内空间各采样点的奇异性指数进行插值运算，获得所述研究区内的各向异性奇异性分布规律。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律之前，所述方法还包括：
根据所述最优椭圆内包含的采样点的采样值，计算得到所述最优椭圆的样本均值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，得到所述研究区内空间采样点的各向异性分布规律，包括：
根据多种方位角下的最优椭圆，构建所述最优椭圆的等效半径与所述样本均值之间的双对数投影拟合线性关系；
根据所述线性关系的斜率，计算得到中心的采样点的奇异性指数。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多种方位角下的最优椭圆，以及所述最优椭圆的等效半径以及所述最优椭圆内所有采样点的样本均值，计算中心的采样点的奇异性指数，包括：
在每种方位角下，筛选与所述最优椭圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文磊，赵洁，祝茂强，王文君，
申请(专利权)人：中国地质科学院地质力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11