[發(fā)明專利]一種基于空間傳播的不確定性量化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810770420.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN109033588B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯才;王浩龍;胡光岷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都愛為貝思科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T17/05
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種基于空間傳播的不確定性量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)關(guān)聯(lián)信息為每個(gè)種子點(diǎn)賦予初始不確定性分布；具體實(shí)現(xiàn)方法為：將用于重構(gòu)曲面的種子點(diǎn)數(shù)據(jù)含有三維的空間位置坐標(biāo)信息記為(x,y,z)的形式；其中，x和y為準(zhǔn)確值，z為不確定值；種子點(diǎn)的(x,y)坐標(biāo)值是由GPS測繪得來的；z方向上的空間坐標(biāo)值來源于靈敏儀器接收到地層結(jié)構(gòu)反射回來的地震波，得到反射波的速度值，再計(jì)算得到地層結(jié)構(gòu)的深度；

選用高斯分布來作為z方向上不確定性變量z所服從的不確定性分布函數(shù)；高斯分布的均值μ等于該點(diǎn)處的測量值，方差σ²通過人為設(shè)定，通過μ和σ²兩個(gè)參數(shù)確定該位置的不確定性密度函數(shù)為：

對(duì)于每個(gè)種子點(diǎn)的取值服從的高斯分布的σ²值，通過將該種子點(diǎn)的測量值與它周圍的相關(guān)聯(lián)種子點(diǎn)的測量值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算得出，其計(jì)算方法為：

其中，z為該種子點(diǎn)的測量值，z_i為與該種子點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的n個(gè)種子點(diǎn)的測量值，i＝1,2,...,n；使用種子點(diǎn)的不確定性所服從的高斯分布的方差σ²來表征量化該種子點(diǎn)的不確定性；

S2、計(jì)算每個(gè)插值點(diǎn)處由多個(gè)種子點(diǎn)傳播來的不確定性；具體實(shí)現(xiàn)方法為：設(shè)種子點(diǎn)服從參數(shù)為N(μ,σ²)的分布，當(dāng)種子點(diǎn)取值z(mì)_i時(shí)，鄰近點(diǎn)服從的分布的均值也為μ，相當(dāng)于是種子點(diǎn)的分布沿z軸進(jìn)行了長度為|z_i-μ|的平移，表示為f[z-(z_i-μ)]，則該情況下鄰近點(diǎn)的值服從的分布為：

利用換元法，令代入式(3)進(jìn)行化簡整理得到：

式(4)所示為N(μ,2σ²)的不確定性密度函數(shù)的表達(dá)式，相比于f(z)的表達(dá)式，均值不變，而方差變?yōu)樵瓉淼膬杀?；所以根?jù)種子點(diǎn)求得的鄰近點(diǎn)與其種子點(diǎn)取值服從的分布之間的關(guān)系為：均值相等，但是鄰近點(diǎn)的方差為種子點(diǎn)方差的兩倍；

根據(jù)不確定性隨距離增長的規(guī)律，有如式(5)所示的關(guān)系：

其中，σ²和σ′²分別表示種子點(diǎn)和所求點(diǎn)的不確定性大小，d表示兩點(diǎn)間的距離，L表示一次傳播的步長；

S3、根據(jù)D-S證據(jù)理論對(duì)兩組權(quán)值進(jìn)行合成計(jì)算得到一組新的權(quán)值；具體實(shí)現(xiàn)方法為：根據(jù)種子點(diǎn)的初始不確定性計(jì)算一組權(quán)值為：

其中，u_i為第i個(gè)種子點(diǎn)處的初始不確定性大小，u_m為第m個(gè)種子點(diǎn)處的初始不確定性大小，i＝1,2,...,n；

S4、利用新的權(quán)值和傳播的不確定性對(duì)插值點(diǎn)的不確定性結(jié)果進(jìn)行計(jì)算；具體實(shí)現(xiàn)方法為：事件A₁,A₂,...,A_n分別表示第i個(gè)種子點(diǎn)傳播的不確定性為插值點(diǎn)處的不確定性這一事件，將所有事件根據(jù)插值算法的權(quán)值和根據(jù)初始不確定性的權(quán)值分別為記為M₁、M₂，其中，M₁＝{λ₁,λ₂,…,λ_n}，M₂＝{ω₁,ω₂,…,ω_n}；

根據(jù)D-S證據(jù)理論的合成公式得到：

則由式(7)和(8)得到：

λ_i根據(jù)曲面插值算法計(jì)算得到；由此得到一組新的權(quán)值α_i；

最終插值點(diǎn)處的不確定性大小為：

其中，u′_i為第i個(gè)種子點(diǎn)傳播到該插值點(diǎn)的不確定性大小，利用式(5)計(jì)算得到，即式(5)中的σ′²。