床面粗糙形态的二元分形插值模拟

钟亮; 许光祥

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床面粗糙形态的二元分形插值模拟

钟亮, 许光祥

文章导航 > 水科学进展 > 2011 > 22(5): 662-667

钟亮, 许光祥. 床面粗糙形态的二元分形插值模拟[J]. 水科学进展, 2011, 22(5): 662-667.

引用本文:

钟亮, 许光祥. 床面粗糙形态的二元分形插值模拟[J]. 水科学进展, 2011, 22(5): 662-667.

ZHONG Liang, XU Guang-xiang. Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(5): 662-667.

Citation:

ZHONG Liang, XU Guang-xiang. Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(5): 662-667.

床面粗糙形态的二元分形插值模拟

钟亮^1.2,
许光祥^1,2

1.
重庆交通大学省部共建水利水运工程教育部重点实验室, 重庆 400074;
2.
重庆交通大学河海学院, 重庆 400074

基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20070618003);重庆交通大学省部共建水利水运工程教育部重点实验室开放基金资助课题(SLK2009A02)

详细信息

作者简介:
钟亮(1980- ),男,江西赣州人,博士,讲师,主要从事水力学及河流动力学、航道整治技术研究工作.E-mail:zlianglOlO@sohu.com

中图分类号: TV143.3

Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform

ZHONG Liang^1.2,
XU Guang-xiang^1,2

1.
Key Laboratory for Hydraulic and Waterborne Transportation Engineering of Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;
2.
School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

Funds: The study is financially supported by the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (No.20070618003).

摘要: 针对床面粗糙形态具有自相似性的特点,应用二元分形插值迭代函数系统,对床面粗糙形态进行了分形插值模拟,模拟中分形插值邻域A_k根据Kriging空间插值方法的变异函数球状模型确定,垂直比例因子s_m,n通过基于插值点数据的多元统计分析确定。结果表明:分形插值重构的床面粗糙形态与原床面形态的相似程度将随着插值点信息量i_c的增加而提高,且i_c仅需达到某一较小值(如i_c≥0.0625),得到的床面粗糙形态即可具有较高的逼真度,其分维数也与理论值接近。因此,在测量数据不足的情况下,采用二元分形插值模拟方法可获得逼真度较高的精细床面粗糙形态。
- 河道 /
- 床面粗糙形态 /
- 二元分形插值模拟 /
- 迭代函数系统 /
- 插值邻域 /
- 垂直比例因子
Abstract: The rough bedform is estimated using the self-similar characteristics of bedforms together with the bivariate fractal interpolation method that is based upon the iterative function system. The interpolation fields A_k are determined using the Kriging interpolation method with a spherical variogram for Kriging. The vertical scaling factors s_m,n are obtained through the use of the multi-variate statistical analysis of interpolated data. The results show that the similarity between the estimated bedforms and the initial bedforms can be improved with increasing the number of data items interpolation i_c. In particular, when i_c approaches to a very low value of the threshold (0.0625), a high level similarity in bedforms is reached. The estimated fractal dimension will be also close to its theoretical value. The bivariate fractal interpolation method can be used as an effective means of estimating irregular bedforms in rough channels with a high level similarity, where observed data are insufficient.
- stream /
- rough channel bedforms /
- bivariate fractal interpolation method /
- iterated function system /
- interpolation field /
- vertical scaling factor

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床面粗糙形态的二元分形插值模拟

钟亮^1.2,
许光祥^1,2

1. 重庆交通大学省部共建水利水运工程教育部重点实验室, 重庆 400074;

2. 重庆交通大学河海学院, 重庆 400074

基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20070618003);重庆交通大学省部共建水利水运工程教育部重点实验室开放基金资助课题(SLK2009A02)

作者简介:
钟亮(1980- ),男,江西赣州人,博士,讲师,主要从事水力学及河流动力学、航道整治技术研究工作.E-mail:zlianglOlO@sohu.com

收稿日期: 2010-10-20
刊出日期: 2011-09-25

中图分类号: TV143.3

关键词:

河道 /

摘要: 针对床面粗糙形态具有自相似性的特点,应用二元分形插值迭代函数系统,对床面粗糙形态进行了分形插值模拟,模拟中分形插值邻域A_k根据Kriging空间插值方法的变异函数球状模型确定,垂直比例因子s_m,n通过基于插值点数据的多元统计分析确定。结果表明:分形插值重构的床面粗糙形态与原床面形态的相似程度将随着插值点信息量i_c的增加而提高,且i_c仅需达到某一较小值(如i_c≥0.0625),得到的床面粗糙形态即可具有较高的逼真度,其分维数也与理论值接近。因此,在测量数据不足的情况下,采用二元分形插值模拟方法可获得逼真度较高的精细床面粗糙形态。

English Abstract

Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform

1. Key Laboratory for Hydraulic and Waterborne Transportation Engineering of Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;

2. School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

Funds: The study is financially supported by the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (No.20070618003).

Received Date: 2010-10-20
Publish Date: 2011-09-25

Keywords:

stream /
rough channel bedforms /
bivariate fractal interpolation method /
iterated function system /
interpolation field /
vertical scaling factor

Abstract: The rough bedform is estimated using the self-similar characteristics of bedforms together with the bivariate fractal interpolation method that is based upon the iterative function system. The interpolation fields A_k are determined using the Kriging interpolation method with a spherical variogram for Kriging. The vertical scaling factors s_m,n are obtained through the use of the multi-variate statistical analysis of interpolated data. The results show that the similarity between the estimated bedforms and the initial bedforms can be improved with increasing the number of data items interpolation i_c. In particular, when i_c approaches to a very low value of the threshold (0.0625), a high level similarity in bedforms is reached. The estimated fractal dimension will be also close to its theoretical value. The bivariate fractal interpolation method can be used as an effective means of estimating irregular bedforms in rough channels with a high level similarity, where observed data are insufficient.

钟亮, 许光祥. 床面粗糙形态的二元分形插值模拟[J]. 水科学进展, 2011, 22(5): 662-667.

引用本文:

钟亮, 许光祥. 床面粗糙形态的二元分形插值模拟[J]. 水科学进展, 2011, 22(5): 662-667.

ZHONG Liang, XU Guang-xiang. Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(5): 662-667.

Citation:

ZHONG Liang, XU Guang-xiang. Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(5): 662-667.

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床面粗糙形态的二元分形插值模拟

作者简介: 钟亮(1980- ),男,江西赣州人,博士,讲师,主要从事水力学及河流动力学、航道整治技术研究工作.E-mail:zlianglOlO@sohu.com

Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform

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出版历程

床面粗糙形态的二元分形插值模拟

1. 重庆交通大学省部共建水利水运工程教育部重点实验室, 重庆 400074; 2. 重庆交通大学河海学院, 重庆 400074

作者简介: 钟亮(1980- ),男,江西赣州人,博士,讲师,主要从事水力学及河流动力学、航道整治技术研究工作.E-mail:zlianglOlO@sohu.com

English Abstract

Bivariate fractal interpolation for estimating rough channel bedform

1. Key Laboratory for Hydraulic and Waterborne Transportation Engineering of Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China; 2. School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

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作者简介:
钟亮(1980- ),男,江西赣州人,博士,讲师,主要从事水力学及河流动力学、航道整治技术研究工作.E-mail:zlianglOlO@sohu.com

1. 重庆交通大学省部共建水利水运工程教育部重点实验室, 重庆 400074;

2. 重庆交通大学河海学院, 重庆 400074

作者简介:
钟亮(1980- ),男,江西赣州人,博士,讲师,主要从事水力学及河流动力学、航道整治技术研究工作.E-mail:zlianglOlO@sohu.com

1. Key Laboratory for Hydraulic and Waterborne Transportation Engineering of Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;

2. School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China