DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 地质背景 研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的中北部，北到鄂托克旗，西至砖井，南至延安，东至子长，总面积约3.8 × 10 4 km 2 。在奥陶系古地貌上大致处于伊盟古隆起和盐池–庆阳–黄陵“L”型的古隆起(又称中央古隆起)之间，包括米脂–延川古凹陷的一部分(图1) [ 1 ] 。 图1. 研究区构造位置及古地貌背景 中奥陶世，靖边潜台沉积了一套以碳酸盐岩和蒸发岩沉积为主的地层，即马家沟组。奥陶纪末，由于洋壳向华北板块的南部和北部俯冲，导致区域性隆起，结束了海相沉积历史。之后，经历了大约130 Ma的沉积间断，上覆志留系、泥盆系和早石炭统地层缺失 [ 2 ] [ 3 ] 。早奥陶世后，由于马家沟组碳酸盐岩长期暴露于地表，广泛发育表生期岩溶和白云岩化作用；之后，经埋藏岩溶和白云岩化作用改造，形成了一套复杂的碳酸盐岩岩溶储层 [ 4 ] 。研究目的层段马五4亚段可分为3个小层，即：马五 4 3 、马五 4 2 和马五 4 1 ；在该沉积期海平面较低，在蒸发气候的影响下，海水盐度普遍增大，水体极度闭塞，岩石类型以发育含膏云岩、膏质云岩和膏云岩为主，为热带海洋环境下的克拉通台地陆表海碳酸盐岩局限蒸发潮坪沉积 [ 5 ] [ 6 ] 。
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user: 3. 岩溶作用类型及特征 根据野外地质剖面及岩心观察，结合薄片、扫描电镜、X-衍射和阴极发光等分析资料，靖边潜台西侧马五4亚段主要包括压实、胶结、白云岩化、岩溶以及重结晶等成岩作用，其中岩溶、白云岩化以及胶结作用对该区马五4亚段岩溶储层孔隙演化起到关键性作用。在前人研究成果的基础上 [ 7 ] - [ 10 ] ，根据岩溶作用的形成机理、发育特征、控制因素、发生的先后顺序及持续时间等，将研究区马五4亚段岩溶作用划分为：同生期岩溶作用、表生期岩溶作用以及埋藏期岩溶作用。 3.1. 同生期岩溶作用 同生期岩溶作用的发生时间是表生阶段，溶解作用、胶结作用和白云石化作用中的很大一部分都可能是在该环境下发生并甚至是完成的 [ 11 ] 。其主要的岩溶产物及特征有：①岩溶段上、下界面清晰，溶孔、溶洞具淡水白云石示底充填特征(图2(a))；②晶间溶孔部分发育，不规则溶孔、溶洞局部可见(图2(b))； 图2. 同生期岩溶作用特征 ③溶缝和溶沟多呈高角度分布，其边缘多被溶蚀、圆化，常被渗流粉砂、细粒碎屑物质、泥质以及其上覆沉积物完全充填，溶缝宽度一般在0.1~0.6 cm，长度在5~15 cm (图2(c)、图2(d))；④石膏溶蚀后的形成的孔洞被等轴、粒状淡水白云石不完全充填，形成了溶洞、溶斑，示底充填特征明显(图2(e))；⑤石膏集合体被等轴、粒状的淡水方解石交代形成石膏假晶(图2(f))。 3.2. 表生期岩溶作用 受加里东、海西运动的抬升作用，在奥陶系马家沟期沉积结束后，研究区马五4亚段碳酸盐岩进入了长期的风化剥蚀及大气淡水淋滤作用，时间周期约130 Ma，即称为表生岩溶阶段 [ 12 ] [ 13 ] 。在该阶段，研究区马五4亚段形成了大量的溶孔、溶洞、溶缝。 该期岩溶作用主要的岩溶产物及其特征有：①垂直方向岩溶特征明显，由地表向地下岩溶作用不断推进，为一个完整的岩溶旋回(图3)，该岩溶作用深度可至不整合面150 m以下；②发育一套以石膏溶蚀、角砾岩填积洞穴为特征的岩溶产物(图4(a)、图4(b))；③受岩溶古地貌控制，出现硬石膏不完全溶蚀面，以及硬石膏充填溶蚀孔洞下部、上部由方解石充填的特征，它指示了风化壳岩溶发育的底界(图4(c))；④奥陶系上覆地层石炭系的底部发育一套层状或透镜状风化残积层(图4(d))；⑤溶沟、溶缝较为发育，产状与地层高角度斜交或垂直，向下其产状有变缓趋势，常呈管状、漏斗状及不规则状，主要分布在风化壳界面以下，局部可延伸至50 m以下；⑥岩溶角砾岩普遍发育，是该期岩溶的主要鉴别标志之一(图4(e))；⑦次生方解石发育，伴随发生去白云石化形成的方解石往往保存了白云石的结构，如自形程度较高，雾心亮边结构等(图4(f))。 3.3. 埋藏期岩溶作用 中–深埋藏阶段，沉积物在富含有机质的侵蚀性流体或具有高矿化度卤水(地层水)条件下发生溶蚀， 图3. 研究区奥陶系古岩溶发育模式 图4. 表生期岩溶作用特征 最终在深部地层形成一定数量的溶孔、溶洞以及溶缝，该期岩溶作用时间常与油气的形成相当或稍晚 [ 14 ] [ 15 ] 。 该期岩溶作用主要的岩溶产物及其特征有：①黄铁矿较为发育，其成因为压释水在风化壳内有大量细菌寄生，细菌吸收地层水中的有机质和 ，产生H 2 S和CO 2 ，使地层水溶蚀性更强，同时H 2 S与古风化壳顶部的Fe 2+ 形成黄铁矿(图5(a)、图5(b))；②岩溶角砾间见中–巨晶方解石充填物(图5(c)、图5(d))；③晶粒白云岩中发育大量晶间溶孔及少量晶内溶孔，局部可见晶间溶扩孔(图5(e))，溶孔大多未充填；④沿缝合线及其附近见穿过缝合线的溶孔、溶洞(图5(f))。 图5. 埋藏期岩溶作用特征
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user: 4. 孔隙演化特征 成岩作用对该储层的孔隙形成和演化起关键性作用 [ 16 ] 。靖边潜台西侧马五4亚段碳酸盐岩在地质历史时期先后经历了准同生、近地表浅埋藏、风化壳大气淡水以及中–深埋藏成岩作用阶段(图6)，因此根据研究区马五4亚段孔隙形成和演化特征，将其划分为4个阶段：①准同生成岩阶段——孔隙建设期、②近地表浅埋藏成岩阶段——孔隙胶结破坏期、③风化壳大气淡水成岩阶段——孔隙溶解建设期以及④中–深埋藏成岩阶段——孔隙充填破坏期。 4.1. 准同生阶段——孔隙建设期 在干燥气候的潮坪环境下，由于准同生白云石化和回流渗透白云石化作用，研究区马五4亚段形成了大量的、分布广泛的泥粉晶白云岩，其中以晶间孔为主，其次发育少量的晶间微孔，在后期由于胶结等成岩作用影响，导致孔隙逐渐减少。 研究区马五4亚段中膏模孔是研究区马五4亚段的主要储集空间。根据膏模孔溶蚀与充填主要特征，建立了准同生成岩阶段膏模孔演化模式(图7(a))。由于地壳短时间抬升，成岩环境变为淡水与海水过渡流体环境，导致硬石膏结核溶蚀，形成膏模孔，其下部被淡水、泥粉晶白云石(渗流粉砂)部分充填，形成示顶底构造，形成了大面积分布的层状储层的雏形。 4.2. 近地表浅埋藏阶段——孔隙胶结破坏期 由于胶结和压实等成岩作用，晶间孔在该阶段不断减少。由于该期处于不受准同生期的影响，渗流带和潜流带中的膏模孔基本没发生变化；近陆区的缓流带，膏模孔下部的淡水白云石和泥粉晶白云石(渗流粉砂)被方解石晶体胶结，形成了方解石 + 白云石组合特征；在近海区的缓流带，前期形成的淡水、泥粉晶白云石(渗流粉砂)充填物被石膏晶体胶结，形成了石膏 + 白云石组合特征(图7(b))。 图6. 靖边潜台西侧奥陶系马家沟组马五4亚段成岩作用与孔隙演化图 4.3. 风化壳大气淡水阶段——孔隙溶解建设期 风化壳大气淡水成岩阶段为孔隙溶解建设期。该阶段主要以溶蚀作用为主，形成大量溶孔、溶洞、角砾间孔、晶间溶孔及溶缝等。在研究区古地貌形态的控制下，膏模孔中的充填物变化较大；在淡水渗流带的岩溶作用下，岩溶高地和岩溶斜坡区(研究区中西部)的膏模孔上部的方解石被部分或完全溶解；而在淡水潜流带，由于其水平溶蚀能力较强，岩溶高地及斜坡区的膏模孔上部的方解石或石膏被溶解，形成大量半充填–示底构造；在岩溶盆地(研究区东部)中，该区由于大部分处在缓流–半咸水带，溶蚀能力较弱，膏模孔以充填作用为主，前期形成的膏模孔充填物未发生变化(图7(c))。该阶段研究区西部以溶解作用为主，形成了主要以膏溶为特色的储层，东部地区以胶结、充填作用为主。 4.4. 中–深埋藏阶段——孔隙充填破坏期 该阶段西部地区由于距离风化壳较近，出露地层与上覆地层直接接触，导致酸性压释水进入，使大量的方解石及部分白云石溶蚀，但由于自生大量石英以及黄铁矿生成并将孔隙充填，只有少量孔隙得以保存；而东部地区由于离风化壳较远，基本上不受酸性压释水的影响，前期形成的充填物基本不变；中部地区由于少量酸性压释水进入地层，前期形成的方解石及白云石部分溶蚀，且有少量自生石英充填孔隙，其余大部分孔隙得以保存(图7(d))。 图7. 膏模孔演化模式图
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user: 5. 结论 1) 根据野外地质剖面及钻井岩心观察，结合铸体薄片、扫描电镜、X-衍射等分析测试资料，靖边潜台西侧马五4亚段主要包括压实、胶结、白云岩化、岩溶以及重结晶等成岩作用，其中岩溶、白云岩化以及胶结作用对该区马五4亚段岩溶储层孔隙演化起到关键性作用。 2) 根据岩溶作用的形成机理、发育特征、控制因素、发生的先后顺序及持续时间等，将研究区马五4亚段岩溶作用划分为：同生期岩溶作用、表生期岩溶作用和埋藏期岩溶作用。并详细研究了不同时期的岩溶作用的产物及特征。 3) 根据研究区马五4亚段孔隙形成和演化特征，将其划分为4个阶段，即准同生成岩阶段、近地表浅埋藏成岩阶段、风化壳大气淡水成岩阶段以及中–深埋藏成岩阶段。
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user: 摘 要 针对张正友标定方法中相机内参数的求解可能陷入局部最优解的问题，考虑镜头的三阶径向畸变和二阶离心畸变，提出一种基于改进遗传算法的单目相机内参数优化标定方案。该方法可显著提高相机标定中内参数的精度，并能避免陷入局部最优。最后，实验验证了所提方案的有效性和可行性。 关键词 :单目相机，相机标定，角点提取，遗传算法
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user: 1. 引言 计算机视觉技术具有非接触、低成本和易实现的特点，因而在实际工程应用中得到了越来越广泛的应用。计算机视觉技术前期大多应用在二维测量和平面缺陷检测，近些年随着处理器速度的提高和计算机视觉的发展，计算机视觉技术在三维重建和三维测量中的应用也越来越多。计算机视觉三维重建或三维测量是从一幅或多幅二维图形中获取目标物的三维模型或者三维位姿信息，在此过程中，相机的内外参数是影响三维重建精度和三维测量精度的重要因素，因而相机标定的精度直接影响计算机视觉测量的精度。计算机视觉测量系统根据相机数目通常分为三种：单目视觉系统，双目视觉系统和多目视觉系统。其中，双目视觉测量系统和多目视觉测量系统是不同位置的固定相机对同一特征点拍摄得到图像，由确定的两相机之间的精确相对位置，从而得到该特征点在任意相机坐标系中的位置 [ 1 ] 。相较于双目相机，单目视觉测量系统是利用目标点之间的约束关系进行求解，单目视觉具有结构简单，标定步骤少，实时性好等特点 [ 2 ] 。朱枫 [ 3 ] 等在试验中证明了由于在特征点坐标计算过程中引入了目标模型的约束，基于模型的单目视觉方法对误差的鲁棒性明显优于双目立体视觉方法。 在计算机视觉，机器人学，摄影测量学以及其他领域中，相机标定是从图像中提取精确三维信息的先决条件，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性，故提高相机标定精度是提高视觉系统测量精度的第一步 [ 4 ] 。 相机标定的方法可以分为如下几类：依据有无参照物，可分为传统相机标定方法 [ 5 ] [ 6 ] 、相机自标定方法 [ 7 ] 和基于主动视觉的相机标定方法 [ 8 ] 等。传统相机标定是通过结构已知且精密度高的模块，用来确定相机点与空间点之间的关系。相机自标定是指不需要标定块，仅仅通过图像点之间的对应关系对摄像机进行标定的过程。基于主动视觉的相机标定是指相机绕某轴平移或旋转，通过这种确定的运动信息以求解相机参数。依据成像模型，可分为基于小孔成像模型的标定方法和基于非线性模型的标定方法，为了准确的标定目标，一般需要考虑相机标定的非线性的特性，如相机的径向畸变，离心畸变和薄棱镜畸变。依据所使用标定物的不同，有传统的三维标定块 [ 9 ] 、二次曲线的平面模板 [ 10 ] 、圆形点方阵模板 [ 11 ] 和圆环模板 [ 12 ] 等。 考虑三阶径向畸变和二阶离心畸变参数情形，本文提出了一种改进的遗传算法实现相机的内参标定。首先，用张正友方法 [ 13 ] 给出内参种群的个体初始值，然后，基于Boltzmann选择、自适应交叉率和变异率的机制，进行迭代优化运算，最终实现相机的内部参数标定。
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user: 2. 相机成像模型 2.1. 相关坐标系 相机标定过程主要涉及三个坐标系，如图1所示，分别为图像坐标系、相机坐标系和世界坐标系，如图1所示。 图像坐标系：投影平面上包括像素坐标系和物理坐标系，像素坐标系指的是以图像左上角为原点 图1. 相机标定中各坐标系关系图 ，横纵坐标为 的坐标系，它的横纵坐标单位为像素。另外一个物理坐标系在理想模型下以图像中心为原点， 和 轴分别平行于 和 轴。 点在图像坐标中的坐标为 ，在物理坐标系中的坐标为 ，二者的齐次变换关系为 (1) 其中， ， 分别表示每个像素在物理坐标系的 轴和 轴方向的物理尺寸， 倾斜因子，通常取为0。 相机坐标系：相机坐标系 的 轴为像机的光轴，另外的两个 和 轴取与图像 和 轴分别平行，坐标原点 为镜头的光心。 世界坐标系：世界坐标系 是3D空间的一个基准坐标系，用来表示目标物的位姿坐标，一般在目标物的显著特征点处选取。 下式为 点在世界坐标系中的坐标与其在相机坐标系中坐标的齐次变换关系式 (2) 其中， 为相机的旋转矩阵， ， 和 为旋转向量， 为平移向量。 2.2. 相机标定参数 不考虑镜头的各种畸变，相机的线性模型为 (3) 其中， ， 分别表示在图像坐标系 轴和 轴的尺度因子， 为图像坐标系两轴在非正交下的倾斜因子，一般情况下取为0。 虽然线性模型的使用很简单方便，但在实际成像过程中，线性模型不能满足精度的要求，需要考虑镜头的失真，考虑非线性畸变的影响，可用下式表示 [ 14 ] (4) 其中， 为线性模型下的坐标， 为畸变条件下的坐标。 一般，镜头畸变存在三种：径向畸变，切向畸变和薄棱镜畸变，以下是各畸变的模型 [ 14 ] 。 1) 径像畸变的特点是，成像仪中心畸变为零，随着向边缘移动，畸变越来越严重，畸变可以表示为 (5) 其中， ， 和 分别表示两个坐标轴的径向畸变量， ， 和 分别表示一阶，二阶和三阶径向畸变系数。 2) 切向畸变是由透镜制造上的缺陷和安装时的误差造成的，畸变取为 (6) 其中， 和 分别表示一阶和二阶项切向畸变系数。 3) 薄棱镜畸变是由于相机的镜头并未完全对准或者是相机的光轴并非正交。它可由以下的数学表达式表示为 (7) 其中， 和 分别为模型的畸变系数。 二阶切向畸变和三阶径向畸变，这两种畸变已经能够很好的描述相机的实际情况，过多考虑畸变参数不仅不能提高精度，反而会影响标定的稳定性。考虑这两种畸变的实际坐标值与理想坐标值的函数关系 (8) 其中， 为畸变系数， 。
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user: 3. 相机内参初值的确定 一般常采用张正友 [ 6 ] 的方法确定相机内参的初值。令图像上点 的齐次坐标为 ，该点在世界坐标系中的齐次坐标 ，则三维点 与图像上的投影点的关系为 (9) 其中， ，不失一般性，设标定板的平面位于世界坐标系的 处，故旋转向量只考虑 和 ，上式可写为 (10) 其中， ，由上式，对任意给出的标定图像，可得到对应单应性矩阵 ，这里得到的单应性矩阵与真正的单应性矩阵相差一个比例因子 ，即 。 由旋转矩阵的标准正交性质，可得约束条件 (11) 矩阵的列向量表示为 ， 。设 (12) 为对称矩阵，其向量形式 ，有 (13) 其中， 最后，根据内参数限制条件 (14) 从而求得 值，进而得到内参的初值。
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user: 4. 基于改进遗传算法的内参优化 遗传算法适用于多参数，大范围和非线性的优化过程，为提高相机标定内参数的求解精度，本文采用改进的遗传算法对相机内参求解。设目标函数为 (15) 其中， 为角点提取的特征点坐标， 为对应网格点投影到图像上的坐标， ， ， 。由于二进制编码会产生较大的Hamming距离，另二进制编码会使编码长度过长，影响搜索效率，所以本文采用浮点编码的方式。个体的适应度函数定义为 (16) 在文 [ 15 ] [ 16 ] 研究基础上，本文给出基于改进的遗传算法的内参标定算法如下。标定算法流程，如图2所示。 基于改进的遗传算法内参标定算法描述如下： { Step 1 基于张正友的相机标定算法，确定相机内参种群个体的初值。根据初始值，在一定范围内随机生成N个个体。 Step 2 计算个体的适应度函数值。 Step 3 采用Boltzmann法进行选择操作。使得早期阶段的选择压力较小，较差个体有生存的机会，以保持个体的多样性；随着后期选择压力变大，可缩短搜索邻域以加快优化速度。具体选择策略是，采用Boltzmann法 [ 15 ] ，具体选择的概率 取为 (17) 其中， 是退火温度， 为第 个个体。 随着迭代的进行逐渐缩小，选择压力随之升高。 图2. 基于改进的遗传算法流程图 Step 4 按自适应交叉率 对选中的两个体的相应基因位进行交叉，由此产生了新的个体。交叉策略是：采用自适应的方法设定交叉率为 ，使交叉率随着适应度和迭代次数而变化，自适应交叉率取为 [ 16 ] (18) 其中， 为当前个体最大的适应度值， 为当前平均适应度值， 为交叉个体中适应度值大的个体，设 为最大的交叉率， 为取值为区间 参数。 当交叉个体的适应度值小于平均值时，采用最大的交差率 交叉。对于进化初期，交叉率偏大，增加个体多样性；对于后期，交叉率偏小，使进化趋于稳定。 对任意两两个体，在0到1之间产生一个随机数，若该数小于 ，则进行交叉，生成新个体；否则，保留原父代个体。其中，交叉的位置为个体基因上随机任选的一个基因位。 Step 5采用自适应变异率 以选中的个体的某基因位进行变异操作。采用自适应变异率，使变异率随个体适应度函数值和迭代次数变化而作相应变化。自适应变异率取为 [ 16 ] (19) 其中， 为变异个体的适应度值，设 为最大的变异率， 为取值区间 的参数。 与交叉类似，当变异个体的适应度值小于平均值时，采用最大的变异率 变异。当变异个体中有个体适应度值大于平均适应度值，通过调节变异参数 ，在进化初期，变异率偏大以增加个体多样性；对于后期，变异率偏小使进化趋于稳定。 对所有种群个体，在0到1之间产生一个随机数，若该数小于 ，则进行变异；否则，保留原个体。其中，变异的位置为个体基因上随机任选的一个基因位。 Step 6 当迭代次数未达到设定的值，且最优值不满足给定的阈值，则转向Step3。 Step7 迭代结束，算法终止。 }//基于改进的遗传算法内参标定算法。
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user: 5. 实验 本文用到的是基于MATLB的相机标定工具箱Toolbox中的图像载入、角点提取和相机标定功能，其中原工具箱使用的标定模板为30 mm ´ 30 mm的棋盘格，使用的是张正友的相机标定方法，内参的优化采用最速下降法。在原工具箱的基础上对内参进行初始化，使用改进的遗传算法对内参优化。这里选择提取角点的窗口大小为5 mm ´ 5 mm，图像上逆时针四个棋盘格角点，以第一个点为图像原点，X轴和Y轴，如图3所示，水平和垂直方向小方格的尺寸dX和dY的尺寸都别为30 mm。 通过实验平台，对所提标定方法进行验证。任选图例中的两幅图像进行标定，采用Harris的方法提取角点，利用张正友的相机标定方法，获得内参的初始值，如表1所示。 当获得内参后，进行二次投影到图像坐标系中，与原图像进行比较，分别获得误差图。基于Toolbox最速下降法得到的投影误差，如图4所示。基于Toolbox标准遗传算法得到的投影误差图，如图5所示。基于本文改进的遗传算法的投影误差图，如图6所示。 三种算法所对应的二次投影后与原图像提取角点的误差平均值，如表2所示，第一维是X方向轴平均误差，第二维是Y轴方向平均误差。可以看出，基于改进的遗传算法内参标定有较好的标定精度。 图3. 角点提取 图4. 基于Toolbox最速下降算法的投影误差 图5. 基于Toolbox遗传算法的投影误差 图6. 基于改进的遗传算法的投影误差 Table 1 Initialization of inner parameter 参数 初始值 [684.86027 684.86027] [319.50000 239.50000] 0.00000 [0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000] 表1. 内参的初始化 Table 2 Search areas of the improved G 参数 搜索范围 [684.86027 684.86027] ± [100 100] [319.50000 239.50000] ± [100 100] [−1 1] [0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000] ± [1 1 1 1 1] 表2. 改进遗传算法的搜索区间
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user: 6. 结论 针对张正友方法求解相机内参数的过程中有陷入局部最优的可能和传统非线性的精度不高的情况，首先用张正友的方法确定初始值，然后基于改进的遗传算法对相机参数优化。由相机标定实验结果看，所提方法明显可提高对相机内参数标定的精度和稳定性。
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user: 摘 要 对塔里木盆地与吐哈盆地不同沉积环境原油进行了全烃色谱–同位素质谱检测分析，获得了轻烃单体烃碳同位素组成，据此剖析了其地球化学特征。研究表明，支链烷烃与环己烷和甲基环己烷的碳同位素在海相油、湖相油与煤成油中呈现显著差异性。由于不同盆地有机质特征不同，吐哈盆地煤成油在上述化合物中的碳同位素值(δ 13 C)小于塔里木盆地的湖相油与煤成油。以mCYC 6 的δ 13 C值作为海、陆相原油的典型区分标志，大于−25‰为陆相油，小于−25‰为海相油。针对塔里木盆地而言，陆相原油中mCYC 6 的δ 13 C大于−20‰可作为煤成油的鉴别标志，位于−22‰~−20‰之间可作为湖相油鉴别标志。 关键词 :地球化学，原油，轻烃，碳同位素
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user: 1. 引言 轻烃作为原油较为重要的组成部分，尤其是在凝析油与轻质油中，常常可以提供比常规生物标志物更为精准的地质与地球化学信息。轻烃化合物组分含量虽已较好地应用于国内塔里木与柴达木等盆地 [ 1 ] [ 2 ] ，但仍存在受采样与试验前处理等因素的影响而导致组分含量出现误差。20世纪90年代初兴起的轻烃单体烃碳同位素在线分析可以较好地获得单体烃碳同位素 [ 3 ] 。利用单体烃碳同位素组成挖掘原油的地质地球化学信息可以较好地克服化合物组分含量不稳定的缺点 [ 4 ] [ 5 ] 。随着色谱柱分离效果越来越好，轻烃化合物碳同位素组成的测试也越来越准确。目前，对不同盆地不同沉积环境原油轻烃单体烃碳同位素组成的相关研究文献还较为鲜见。 笔者主要以不同沉积环境烃源岩所生原油为对象，观察其轻烃单体烃碳同位素的组成差异。从不同结构的多个典型轻烃化合物碳同位素组成着手，剖析其在海相油、湖相油与煤成油之间的差异，寻找能作为不同成因原油区分标志的单体化合物碳同位素，以期能为轻烃单体烃碳同位素判识原油成因提供借鉴与参考。
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user: 2. 地质背景与样品情况 笔者主要采集了塔里木盆地与吐哈盆地的原油样品。塔里木盆地为我国西北部典型的复杂叠合盆地，蕴含大量油气资源，且油气成因类型多样 [ 6 ] 。吐哈盆地是我国西部一个中型的陆相富煤盆地，是我国“煤成油”理论的发源地 [ 7 ] 。研究中主要采集了塔里木盆地塔中与塔北地区的海相原油样品14个，塔北隆起上的湖相油样品5个、煤成油样品2个以及吐哈盆地红台构造带、鄯勒构造带、胜北构造带与温吉桑构造带中的典型煤成油样品4个。样品分布特征与地质信息详见表1。 Table 1 Compound-specific carbon isotope compositions of light hydrocarbons in crude oils from different sedimentary environment 地区 井号 深度 /m 层位 单体化合物δ 13 C/‰ nC 7 nC 8 2mC 5 3mC 5 CYC 6 3mC 6 mCYC 6 Tol 塔中地区 TZ16 3812~3819 C −30.98 −31.82 −29.16 −28.57 −28.36 −29.13 −29.04 TZ161 3805~3821 C −29.97 −31.08 −28.52 −27.64 −28.46 −28.32 −29.22 −28.56 塔北地区 YW2 6453~6499.5 O 2 −34.06 −33.84 −31.24 −30.21 −31.41 −30.53 −31.69 −32.12 S4 5358.5~5380 J 1 −30.76 −32.85 −27.53 −29.86 −29.74 −29.92 −29.83 −29.36 S15 5350~5379 T 3 hl −30.72 −32.77 −29.28 −26.68 −28.54 −29.28 −29.51 −29.78 YK5H 5428~5959 K 1 kp −28.91 −31.02 −28.18 −28.01 −28.87 −28.30 −28.88 −28.45 YK6H 5491.06~5982 T 3 hl −29.27 −31.29 −28.87 −28.32 −28.80 −28.55 −29.00 −28.33 YK7 5367~5388 ∈ −31.83 −32.74 −31.75 −30.37 −30.83 −30.48 −30.05 −30.97 YK9X 5375~5390 K 1 kp −29.10 −31.88 −26.21 −25.23 −27.82 −28.22 −28.58 −28.61 YK10 5290.5~5340 K 1 kp −29.46 −31.55 −27.68 −28.37 −28.89 −28.77 −29.17 −28.51 YK11 5426~5431 Z 2 −31.19 −32.81 −30.21 −29.68 −30.28 −30.06 −29.94 −30.12 YK12 5361.2~5376 O 1 −31.15 −32.96 −30.32 −29.76 −29.94 −30.16 −29.80 −30.11 YK13 5412.5~5417 ∈ −28.51 −30.42 −28.22 −28.34 −29.17 −28.53 −27.88 −25.73 S8 5324~5328 K 1 y −28.62 −31.17 −29.52 −27.54 −28.75 −28.08 −28.73 −25.37 塔北隆起北缘 DLK1 5143~5151 K 1 bs −24.60 −25.91 −23.27 −22.64 −21.95 −23.68 −20.51 −22.31 DLK5 4995.5~5003 E 3 s −23.41 −25.83 −22.58 −22.38 −21.24 −23.34 −20.82 −21.29 YH102 5425~5429 E −23.25 −25.63 −21.15 −22.25 −23.18 −21.49 −23.93 S3-1 5026~5042 K 1 b −21.83 −25.42 −22.33 −22.80 −22.04 −23.30 −21.32 −23.52 QL1 5775~5777 K −24.51 −28.13 −30.19 −29.30 −23.58 −23.09 −20.70 −21.38 S49 4878~4881 E 3 s −21.71 −23.73 −18.77 −19.44 −19.44 −21.85 −18.87 −20.98 YL2 5039.5~5041 K 1 bs −19.66 −21.97 −21.04 −20.20 −20.52 −20.91 −19.09 −21.59 吐哈盆地 疙2 911~917 J 2 s −22.88 −22.69 −23.80 −23.22 −23.46 −23.33 −21.24 −23.65 勒1 2677~2687 J 2 x −24.69 −24.92 −25.60 −25.17 −24.79 −25.60 −23.94 −25.37 连1 3372~3379 J 2 s −24.59 −24.78 −30.30 −27.55 −25.24 −25.69 −23.52 −25.10 丘东3 3382~3434 J 2 x −23.98 −24.00 −24.67 −24.59 −25.30 −25.06 −23.05 −25.01 表1. 不同沉积盆地原油轻烃特征化合物碳同位素组成 注1：E 3 s为苏维依组，K 1 bs为巴什基奇克组，K 1 b为巴西盖组，K 1 kp为卡普沙良群，K 1 y为亚格列木组，T 3 hl为哈拉哈塘组，J 2 s为三间房组，J 2 x为西山窑组。注2：nC 7 为正庚烷，nC 8 为正辛烷，2mC 5 为2-甲基戊烷，3mC 5 为3-甲基戊烷，3mC 6 为3-甲基己烷，CYC 6 为环己烷，mCYC 6 为甲基环己烷，Tol为甲苯。
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user: 3. 试验方法与条件 原油轻烃单体烃碳同位素分析采用全油进样方式进行，分析仪器为Agilent 6890N色谱与Finngen- MAT252质谱仪。色谱柱为HP-PONA，50 m × 0.20 mm × 0.5 μm。升温程序为25℃，保持20 min，以1℃/min升至60℃，保持5 min，然后以10℃/min升至300℃，保持2 min。氧化炉接口温度 350 ℃ ，炉温 850 ℃ ，汽化室温度为 220 ℃ 。 分析精度控制在0.2‰以内，溶解分离样品的试剂为CCl 4 ，置于800℃条件下燃烧，然后在250℃条件下还原后，用−289℃的液氮冷却；δ 13 C值输出标准为PDB (碳同位素国际标准)，检测稳定碳同位素组成误差范围为±0.1‰。
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user: 4. 结果与讨论 4.1. 典型轻烃化合物碳同位素组成 不同结构轻烃化合物在不同原油之间的差异性显著不同。Whiticar和Snowdon [ 8 ] 对加拿大盆地泥盆系–白垩系的原油进行系统分析认为，支链烷烃呈现较好的原油成因区分能力。同时，笔者在塔里木盆地原油轻烃研究中同样发现，支链烷烃、环己烷较环戊烷而言具有更好的成因判识能力。在以上认识基础上，结合化合物的分离效果与丰度，尽量考虑碳同位素测试较为准确的化合物，从塔里木盆地与吐哈盆地原油轻烃化合物中选取了8个较为典型的化合物进行差异性分析。 图1中展示了上述8个典型化合物碳同位素组成。对于nC 7 与nC 8 可以看出，在塔中与塔北地区的海相原油中呈现明显的贫δ 13 C 的特征，同位素值明显偏负，与塔北隆起北缘的湖相油和吐哈盆地煤成油呈现明显的差异。碳同位素值之间的最小差异达到4‰以上，可见该差异性并非成熟度等其他因素导致，而是反映了沉积环境控制下的原油特征。在陆相原油样品之间进一步观察可发现，除塔北隆起北缘煤成油样品碳同位素最高外，其他湖相油与吐哈盆地煤成油差别不明显。 针对塔里木盆地原油的研究来看，支链烷烃碳同位素具有较高的原油成因区分能力。在图1中选取了2mC 5 、3mC 5 与3mC 6 共3个支链烷烃化合物可以看出，其碳同位素基本呈现4阶分布。碳同位素值最高的为塔北隆起北缘的YL2井与S49井中的煤成油；其次为塔北隆起北缘的湖相油与吐哈盆地疙2井中的煤成油；再次为吐哈盆地的煤成油；最低的是塔中与塔北地区的海相原油。以上特征中最为典型的是海相原油与陆相原油在碳同位素上呈现的明显差异。 图1. 不同沉积环境原油轻烃典型化合物碳同位素组成变化 而对于环己烷化合物，不同成因原油的CYC 6 与mCYC 6 碳同位素分布差异明显，同样呈现4阶分布，分布特征与支链烷烃类似。Tol在不同原油之间的差异性弱于环己烷系列。 就以上不同结构化合物来看，支链烷烃与环己烷化合物对不同沉积环境原油区分效果最为明显。较为意外的是，吐哈盆地煤成油碳同位素值低于塔北湖相油。张文正等 [ 9 ] 曾对黄骅坳陷扣16井泥岩样品进行了生烃模拟，表明随着成熟度升高，正异构碳同位素分馏明显，而环烷烃与芳烃相对较弱。图1中显示出的支链烷烃与环己烷化合物系统性差异，由此来看，不应为成熟度影响，主要应为不同沉积盆地有机质输入的差异性。 4.2. 甲基环己烷碳同位素组成区分不同成因原油 由于甲基环己烷具有明显的生源意义，胡惕麟等 [ 10 ] 提出了利用甲基环己烷指数I mCYC6 为标志来区分不同成因原油。张敏等 [ 11 ] 对塔里木盆地原油的统计结果也表明，一般海相油I mCYC6 为15%~35%，湖相油为35%~65%，煤成油大于65%。由此可见，mCYC 6 的含量具有明显的原油成因意义。也有研究表明，mCYC 6 的碳同位素可作为划分煤型气与油型气的参数之一 [ 12 ] 。在烃源岩热解生油的过程中，湖相泥岩所生成mCYC 6 中碳同位素明显低于煤系与炭质泥岩所生成的，其差值可达3‰以上 [ 9 ] 。另外，张文正等 [ 9 ] 进行的单井模拟试验也表明，mCYC 6 中的δ 13 C受成熟度影响较小，完全可以作为油气成因的良好判识标志。 基于以上认识，笔者特选择支链烷烃中的3mC 6 与mCYC 6 绘制了δ 13 C关系图(图2)。图中两者的δ 13 C 值显示出良好的相关性，说明均主要受沉积环境控制。利用3mC 6 与mCYC 6 中δ 13 C为−25‰为标准，可以较好地划分海相油与陆相油。上述结论与胡国艺等 [ 12 ] 将mCYC 6 中δ 13 C为−24‰作为划分油型气与煤型气的标准较为一致。 图2中显示塔里木盆地塔北隆起北缘的煤成油具有最高的mCYC 6 碳同位素值，其δ 13 C值高于−20‰，塔北隆起北缘湖相油基本位于−22‰~−20‰之间，塔中与塔北海相油低于−28‰。吐哈盆地煤成油mCYC 6 中相对较低的δ 13 C值表明，不同盆地之间陆相原油受到特定生烃母质的影响，可能存在一定差异性。因此，在不同盆地之间进行了陆相原油成因判识时，利用mCYC 6 中的δ 13 C需要谨慎。 图2. 不同沉积环境原油3mC 6 与mCYC 6 中δ 13 C值关系图
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user: 5. 结论 1) 利用典型的支链烷烃与环己烷化合物碳同位素可以较好地区分不同沉积环境原油。对于塔里木盆地，煤成油、湖相油与海相油支链烷烃与环己烷化合物碳同位素值依次降低，显示出较为清晰的差异性分布。对于吐哈盆地煤成油，支链烷烃与环己烷化合物碳同位素值低于塔里木盆地湖相油，说明不同盆地之间上述碳同位素组成难以成为进一步区分陆相原油的标志。 2) 甲基环己烷碳同位素值可作为不同沉积环境原油的良好区分参数，将δ 13 C为−25‰作为海、陆相原油的判识标准值。针对塔里木盆地而言，陆相原油中mCYC 6 的δ 13 C大于−20‰可作为煤成油的鉴别标志，位于−22‰~−20‰之间可作为湖相油鉴别标志。
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user: 摘 要 非双曲型非线性系统同宿切面点和同宿横截点的存在，使得在机器精度内实现其时间序列轨迹重影变得十分困难。本文从原理上分析了同宿切面点对轨迹重影算法的影响，并给出可降低甚或避免同宿切面点对算法性能影响的措施。不同于现有文献认为轨迹重影算法仅受同宿切面点的影响而忽视同宿横截点对算法性能影响的做法，研究得出了同宿横截点间的最小距离和干扰噪声均方差二者间的关系，首次定量地估计了同宿横截点可能对算法造成的影响。 关键词 :非双曲型非线性系统，轨迹重影，Newton-Raphson算法，梯度下降，同宿切面，同宿横截点
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user: 1. 引言 由于非线性系统对其系统参数和初始值的极端敏感性，任何观测噪声和动力噪声都会在在非线性系统的作用下以指数级放大。因此传统的滤波或去噪算法非但难以奏效，往往还会改变非线性序列的固有特性，使其不再反映原系统的任何属性。当系统独立状态变量和相关变量都有误差时，处理不当还将带来所谓的变量误差问题 [ 1 ] 。非双曲型非线性系统同宿切面点和同宿横截点的存在，使得这一问题变得更具复杂性和挑战性。非线性系统的流形分析对于非线性复杂大系统分析设计 [ 2 ] 具有非常重要的理论和现实意义。 在非线性时间序列的去噪或轨迹重影算法中，经常要考虑系统的双曲特性。系统稳定流形与不稳定流形的交点称为同宿横截点，稳定流形与不稳定流形平行的点称为同宿切面点。处处双曲型非线性系统是指，系统的稳定流形和不稳定流形永远不会平行，因此没有同宿切面点，也就是说对系统的每一个点，系统稳定流形和不稳定流形间的夹角要远大于零。非双曲型非线性系统是指有同宿切面点的非线性系统。然而真正意义上的同宿切面点是很少出现的，通常所说的同宿切面点也多指准同宿切面点。若在某点处，其局部不稳定流形中的单位向量 与其稳定流形中的单位向量 间的夹角 不大于某指定的较小角度 ，则称该点为 准同宿切面点。
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user: 2. 轨迹重影基本问题 考虑由下式确定的自治非线性动力系统 (1) 其中 为由系统状态变量组成的向量， 为系统的动力学函数。该系统的受扰观测向量如下 (2) 其中 和 分别表示实际序列向量和观测噪声向量。设 为来自于系统内部的热噪声，如下式所示 (3) 式中 通常也被称为系统动力噪声。 在观测噪声下，系统的单步动力误差如下 (4) 其中 、 分别是系统在 时刻和 时刻的观测向量。对式(4)而言，若满足 (5) 则称序列 为动力方程 所决定的一个确定性序列，其中 为观测序列的长度。 轨迹重影就是要在机器精度将所有 降至0，这是一个典型的高维非线性寻根问题。
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user: 3. 同宿切面点对轨迹重影算法的影响分析 3.1. Newton类方法的不稳定性分析 求解高维寻根问题的一个实用方法就是Newton-Raphson算法。由于Newton-Raphson算法用一阶泰勒展开进行非线性系统的局部线性化，当线性化不够准确时，算法的不稳定性便在所难免。而且该方法对解的初始猜测值有着较为苛刻的要求 [ 3 ] [ 4 ] 。当初始猜测值在实际解的邻近区域之内时，解的迭代过程为 (6) 其中 为 维动力误差向量， 和 分别为迭代前后的观测序列向量， 为如下 阶矩阵 (7) 其中 为系统 在第 个采样点的Jacobian矩阵。由于 非方阵，为使式(6)可解，通常辅以约束条件 (8) 对非双曲型非线性系统而言，Schreiber给出了一种在上述约束条件下求解式(6)简单有效的流形分解 [ 5 ] [ 6 ] 方法。该方法所依据的条件是能将系统在每一点处的切空间分解为稳定子空间和不稳定子空间。该方法求解式(6)的迭代公式如下 (9) 其中上标 和 分别代表系统在每一点处的稳定方向和不稳定方向。 设 点为 准同宿切面点，若 ，则矩阵 的条件数有下界，且该下界为点 局部稳定流形方向 与局部不稳定流形方向 间夹角的函数。不难证明 [ 7 ] (10) 结合式(6)可得 (11) 然而大多数非线性系统并不具备处处双曲特性，这意味着观测序列中某些点处的稳定流形和不稳定流形将是平行的，可见因系统同宿切面点或 准同宿切面点的出现，使得矩阵 成为一个坏条件或降秩矩阵。这将使得Newton类算法在这些同宿切面点处失去稳定性，这是造成Newton类算法不稳定的根本原因。 3.2. Gradient Descent算法对同宿切面点的免疫性 轨迹重影问题的另一种求解办法是Gradient Descent算法 [ 8 ] [ 9 ] 。Gradient Descent算法把轨迹重影问题看成是一个最小化问题。由式(4)可得该最小化问题的代价函数为 (12) Gradient Descent算法的迭代公式如下 (13) 其中 是算法的迭代步长， 为代价函数 的梯度向量，不难证明 [ 6 ] (14) 由上式可以看出，Gradient Descent算法中代价函数的梯度下降方向总和 的奇异方向垂直，即梯度下降方向在 的奇异方向上的映射分量为 ，这是Gradient Descent算法不受系统同宿切面点影响的关键因素与根本原因。因此当代价函数 梯度方向变得近乎平坦，即平行于同宿切面方向时，算法在这些点处将不能以线性率减少误差，但不会不稳定。 其实，还可以从另一角度，即从Gradient Descent算法本身来解释此现象。最小化策略往往是以找到一个噪声水平更低的序列为目标，算法本身并不要求受扰序列与系统的一个确定序列在同一个线性邻域内，因而算法不会因非线性系统同宿切面点的出现而被迫变得不稳定，这是对Gradeient Descent算法免疫于系统同宿切面点影响的最直观解释。 3.3. 仿真分析 本节通过仿真实验来验证上述分析的正确性。被广泛研究的非双曲型非线性系统Hénon映射的动力学可由下式确定 (15) 上式中当 、 时系统将处于混沌态。由于此处仅进行Newton方法和Gradient Descent方法的性能比较，故假设系统的数学模型已知，无需进行模型选取与参数估计。以 ，可得变量 长度 的序列向量 ，取观测向量 的分量为 ， (16) 其中 为向量 的第 个分量， 为高斯白噪声向量 的第 个分量， 的均值为0，标准差取序列 标准差的1%，长度与 相同。以时间延迟1、潜入维2重构序列 和 的相空间 [ 10 ] [ 11 ] 分别如图1(a)、图1(b)所示。 为评估算法的收敛性能，定义如下两个判断准则 (17) (18) 其中式(17)中 表示系统的阶数， 为单变量观测序列在第 点处的单步动力误差， 和 分别为该单变量在第 时刻的观测值和实际值。式(17)用来描述系统的均方动力误差和，式(18)用来描述观测序列与实际序列的均方误差和。 实验1：Newton方法的轨迹重影仿真实验 将Newton方法用于上述受扰序列 ，迭代10次后的结果如图2所示，其中(a)、(b)两图的纵轴为对数坐标。由图2可见，算法在迭代10次后快速收敛，最大动力误差约为 。图(a)中估计轨迹的波峰处为序列的同宿切面点或准同宿切面点，在这些点处，矩阵 是坏条件的，算法不仅在这些点处无效，甚至是不稳定的，使得误差不仅不降低，反而因序列的非线性而被放大。而在其它点处，算法在机器精度内逼近了原未受扰序列。从观测误差的角度分析，区间 和 上的去噪序列即为原未受扰序列的部分重影轨迹。 实验2：Gradient Descent方法的轨迹重影仿真实验 由Gradient Descent方法对上述观测序列 进行轨迹重影的结果如图3所示，其中(a)、(b)两图的纵轴为对数坐标。由于Gradient Descent方法只有线性阶的收敛速度，故为达到图2的估计精度，算法需运行400，000次（还可进一步迭代下去），可见收敛速度是相当慢的。但由图3(b)可以看出，动力误差几乎全部收敛为零，该算法几乎不受系统同宿切面点的影响，因此所得重影序列更符合系统动力学特性，因而也更接近实际序列 。或者说仅从序列的确定性，即动力误差的角度分析，上述去噪序列就是原未受扰序列 。观察图3(a)和图3(b)，可以看到一个有趣的现象，即动力误差和观测误差是不完全同步的，也就是说并不是在所有同宿切面点处都存在动力误差，而且从图3(c)还可以看出，均方误差和达到最小时算法并没有收敛，这个有趣问题目前还没有理论解释。 旨在弥补上述两类算法的不足，文献 [ 12 ] [ 13 ] 提出一种既拥有Gradient Descent方法的良好稳定性又不失Newton方法快速收敛性的新方法，并改良了同宿切面点和准同宿切面点处矩阵的条件数，进而可用线性阶的Cholesky分解技术对其进行求逆运算，快速稳定地在机器精度内实现了非双曲型非线性系统观测序列的轨迹重影。
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user: 4. 同宿横截点对轨迹重影算法的影响分析 试验发现对上述 的观测序列，仍使用均值为零、均方差为0.01的高斯白噪声，使用文献 [ 12 ] [ 13 ] 描述的去噪算法，对于此噪声型的20条不同实现序列，唯有序列第628点左右的估计结果出现了较大的差别，其余点的估计结果如图4所示。图5给出了第628点左右11个点在上述20条不同噪声实现序列下的去噪结果。有趣的是，图5中第628点处的估计结果清晰地被分为上下两部分，且这两部分间的平均距离与噪声的均方差十分接近。注意，图5的纵轴为对数坐标，同样的误差被放缩的程度不同，实际上两部分有着大致相同的形状。第628点的估计结果及其全域稳定流形与不稳定流形示于图6之中。 图1. 由序列重构系统相空间。(a) 由原序列 重构；(b) 由受扰序列 重构 图2. Newton方法类方法迭代10次的结果。(a) 观测误差，点线：原始观测噪声，实线：迭代后；(b)系统动力误差，点线：原受扰序列，实线：迭代后；(c) 均方观测误差收敛效果；(d) 均方动力误差收敛效果 图3. Gradient Descent类方法迭代400，000次的结果。(a) 观测误差，点线：原始观测噪声，实线：迭代后；(b) 系统动力误差，点线：原受扰序列，实线：迭代后；(c) 均方观测误差迭代效果；(d) 前5000点的均方动力误差迭代效果 图4. 序列的去噪结果 图5. 第628点左右11点的估计结果 图6. 第628点的估计结果及其稳定流形和不稳定流形。“□”为其实际位置，“+”为其估计位置，点线：不稳定流形，实线：稳定流形 从图6可以看出，此时第628点为同宿横截点。这两个同宿横截点间的距离为0.0095，和噪声的均方差0.01十分接近。这样算法选择通过哪一点完全由在该点的噪声幅度所决定，或者说仅仅依据噪声的幅度，算法无法判断其中哪一点为系统的真实轨迹点。因噪声序列来自于同一种分布的噪声模型，且通过该点的噪声是随机的，故算法各以50%的概率通过系统真实轨迹点和同宿横截点。仿真中20条噪声序列，其中11条通过系统真实点，另外9条则选择了另一个同宿横截点。试验表明当噪声的均方差降至0.005时，上述现象不复存在，算法选择错误同宿横截点的概率已变得非常小，几乎可以忽略不计。由此可知，由于同宿切面点和同宿横截点的出现，仅当噪声水平小于系统同宿横截点距离的最小值时算法才是真正有效的，因此即便是不受系统同宿切面影响的算法，当噪声水平相当于或大于系统同宿横截点间距离的最小值时，算法至少在这些点处是无效的，这或许就是Grebogi和Walker方法 [ 14 ] [ 15 ] 在某些点处失败的原因。故为得到非双曲型非线性系统的重影轨迹，须要求噪声的均方差小于同宿横截点间距离的最小值。因此若事先比较噪声均方差与系统同宿横截点间距离最小值两者间的关系，即可确定算法可成功应用的范围。由于同宿横截点间距离的最小值一般都非常小，所以由受较大幅度噪声序列估计系统重影轨迹一般是不可实现的，现有文献只是单纯地将此现象归因于非线性系统对初值的敏感性，本文量化地给出了新的解释。 下面再讨论一下上述结论与噪声分布之间的关系。由于系统的真实点和其同宿横截点距离很近，算法选择哪一点完全由噪声的具体实现而定。对本文实验所用正态分布噪声而言，当噪声的均方差小于系统同宿横截点间的距离时，算法已能高概率判断出其真实点，而不通过其同宿横截点。然而试考虑如下情形的随机噪声 (19) 其均方差为3.1623e+003，远远大于系统同宿横截点间的距离0.0095，它显然不符合“噪声均方差小于同宿横截点间最小距离”这样的结论，然而算法对这样的噪声是成功的。因为去掉点“10000”后，该噪声的分布为正态的，噪声的均方差为“0.0043”，小于0.0095，也就是说这样的噪声只是在某一时刻使得算法无所适从，或者说噪声的分布只会影响到算法通过系统真实点的概率。显然本文所得“噪声均方差小于同宿横截点间距离”结论最适合于均值为0、均方差小于同宿横截点间距离的均匀分布噪声，因为对上述噪声，算法可以概率1通过其真实轨迹点，而完全不受系统同宿横截点的影响。因而可认为上述结论的成立和噪声的分布是有关的。然而测量误差通常可被看作高斯分布，故该结论仍具有重要的现实意义，为研究一些原无法解释的现象提供了新的理论依据。因为该结论对所有拥有同宿横截点的非线性系统都成立，故又具有普遍的理论意义。
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user: 5. 结论 定性的分析了同宿切面点可能对算法的稳定性和快速性所造成的影响，研究了同宿横截点间的距离和干扰噪声均方差二者间的定量关系，得出了仅当噪声水平小于系统同宿横截点距离的最小值时，非双曲型非线性系统的轨迹重影或去噪算法才是真正有效的这一重要结论，为同类算法提供了新的启发点。
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user: 摘 要 目的：介绍眼部给药系统及其体内评价方法的进展。结果：通过查阅总结近年来眼部给药系统及其体内评价方法的国内外文献报道，总结发现近年来新型眼部给药系统有凝胶系统、胶粒系统、环糊精包合物等，其体外评价方法主要为体外释放实验，其体内评价方法主要包括眼部滞留时间和药动学研究。结论：新型眼部给药系统及其体内外评价方法都有较大的进展，虽然还存在一定的不足，但均具有很好的发展前景。 关键词 :眼部给药系统，胶粒系统，凝胶系统，环糊精包合物
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user: 1. 引言 眼睛独特的生理结构(如角膜上皮细胞、角膜内皮细胞、血液–视网膜屏障等)导致传统剂型眼表滞留时间过短，给药后药物脉冲式进入，生物利用度小于5% [ 1 ] ，且缺乏有效进入眼后段的药物传递系统。现在为改善传统剂型的以上缺点，延长药物眼表的滞留时间，改善治疗指数，提高生物利用度，通过使用增黏剂等方式研究眼部给药的局部给药或迟释、控释制剂已成为研究热点。鉴于此，眼部给药系统及其体内评价方法的研究越来越成为人们注目的焦点，本文就其研究进展进行综述。
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user: 2. 眼部给药系统 2.1. 凝胶系统 2.1.1. 生物粘附性凝胶 该凝胶即通过外加增黏剂来增加制剂的粘稠度，从而延长药物在眼部的滞留时间减少给药频数，提高药物的生物利用度 [ 2 ] 。常用来作为增黏剂的高分子材料有壳聚糖，羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙基吡咯烷酮类等为常用的高分子材料。张宁等 [ 3 ] 采用羟丙甲纤维素(HPMC)制备氟啶酸眼用凝胶，外加HPMC， 可与角膜前的粘糖蛋白结合，延长了药物在体内的滞留时间，增强给药效果。 2.1.2. 原位凝胶 生物粘附性凝胶由于粘度增大易引起的眼部不适，剂量不易控制，给药不方便等原因其应用受到了一定的限制 [ 3 ] 。为了克服上述缺陷，原位凝胶得到了广泛研究。根据在眼表面发生相转变(粘度转变)的机理的不同，原位凝胶可分为温度敏感型、pH敏感型、电解质引发型。 1) 温度敏感型 该型原位凝胶在冷藏状态下呈溶液状，当温度升到33℃~37℃时即形成凝胶。温度敏感型凝胶的机理为由于高分子材料中氢键或疏水作用，在温度改变的条件下，导致聚合物的物理状态发生改变，常用的高分子材料有泊洛沙姆、甲基纤维素。 2) pH敏感型 该型原位凝胶形成原理为在pH为 = 5时黏度很低，与泪液接触(pH 7.2~7.4)后则会聚集，在几秒内形成凝胶。常用的高分子材料有二甲酸醋酸纤维素(cellulose acetate phthalate， CAP)，聚卡波非(polycarbophil)，交联丙烯酸及卡(carbopo1)，聚丙烯酸树脂类(eudragil)和PVP。 2.2. 胶粒系统 胶体系统的眼用制剂包括脂质体和纳米粒两种类型。其特点在于作为纳米给药系统，可提高给药的靶向性，且材料两亲性好，粘度低，可以以滴眼液的形式给药 [ 4 ] 。另外材料本身即具有缓释效果，可作为药物储库，达到缓释药物的作用特点。 2.2.1. 脂质体 当两亲性分子如脂质分散在水相中时，分子的疏水端聚在一起，避开水相，亲水端暴露于水相，形成具有双分子层结构的封闭囊泡，在囊泡内水相和双分子膜内可包埋多种药物，所形成的类似于超微囊结构称为脂质体。这种材料生物相容性好，经修饰后可具有主动靶向性，易与膜融合，被动靶向输送药物。 2.2.2. 纳米粒 纳米粒具有促渗性、助溶性、控释性、眼部组织低损伤性，同时可实现药物的靶向转运，故尤为适合眼部给药系统。纳米粒的粒径在10~1000 nm之间，水溶性较好，通常需要加入增黏剂，延长药物在角膜的作用时间。常用的聚合物材料有poly-ε-caprolactone和polylactic-co-glycolic acid等 [ 5 ] 。 2.2.3. 微乳 微乳是粒径在10~1000 nm之间热稳定的乳剂。微乳具有热稳定性好、粒径小、光透过性好、易制备、生产费用低等特点。且微乳具有缓释作用，o/w型微乳可用于包载难溶性药物，增加药物的角膜透过率。 2.3. 微球及毫微粒眼部给药系统 眼用微球制剂应控制粒径不大于10 μm，通过将难溶性药物包囊制成微球，从而增强药物的靶向作用，延长药物给药时间，降低其不良反应。
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user: 3. 体内评价方法研究 眼部给药系统释放药物机制复杂，可影响的因素较多，一般包括药物的扩散、溶出溶蚀与扩散、溶出结合等作用。其体内评价方法最常使用的是角膜穿刺术及泪液采集法。 3.1. 眼部滞留试验 药物与角膜接触的时间越长，越有利于药物被动扩散进入角膜，故眼部滞留实验中眼部滞留时间的考察尤为重要。试验可分为制剂荧光标记法和γ-闪烁技术。 3.2. 药动学研究 眼部药物给药后，入体需经过吸收–分布–体循环3个过程。由于眼部的特殊结构，大部分药物给药后，经眨眼反射或与泪液蛋白结合而消除，仅仅有少数药物被用药部位吸收。药物吸收主要途径是经角膜首先进入房水，再分布到巩膜、睫状体、视网膜等眼组织 [ 6 ] 。部分药物通过鼻腔进入全身循环。其研究方法分为角膜穿刺术、泪样采集法、药理作用观察法、微量渗析取样技术和放射性同位素示踪技术法等。
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user: 4. 展望 眼部给药系统理想的治疗方案是一次给药后，药物可以长时间储存于病灶部位，达到长效治疗的效果。新型增黏剂和新型给药系统的开发和研究，可显著延长药物的作用时间，达到缓释药物的作用效果，这必在眼部疾病治疗方面得到更广泛的应用。另外目前，国内外眼部给药系统的体内评价都取得了较大的进展，尤其是中药复方眼用新型给药系统的发展推动着眼用制剂体内评价方法的不断深入，也必将取得较大的进步。综上，新型眼部给药系统及其体内评价方法都具有较大的进展，虽然还存在一定的不足，但均具有很好的发展前景。
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user: 摘 要 山东省是一个文化资源大省，具有悠久的历史文化和丰富的文化资源。山东省内有基督教、伊斯兰教、佛教和道教四种传统宗教。各种宗教在此留下了丰富而宝贵的宗教文化景观。尤其是宗教建筑各有特色，并与地貌、气候及当地的文化习俗相得益彰，是丰富多彩的地域文化景观的重要组成部分。本文对山东省宗教文化景观的类型和生存现状进行调查，运用GIS技术对山东省内宗教文化景观的地域分异特征进行探讨，并分析其形成原因。丰富了山东省宗教文化景观的研究内容，指出了各地市宗教文化景观的管理和应用存在的问题，以期为今后更好的发挥宗教文化景观的社会功能提供借鉴。 关键词 :宗教文化景观，地域分异，山东省，GIS技术
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user: 1. 引言 宗教作为一种社会现象，深刻地影响着地域文化，形成了宗教文化景观。宗教文化景观极大地丰富了人类文化的内涵，成为人类不可多得的文化瑰宝。由于受到自然、社会等因素的影响，不同的宗教会有不同的文化景观，同一种宗教在不同地区形成的文化景观也会有所不同。因此，每个地区类型不同、特色迥异的宗教文化景观反映了宗教在区域间的差异，宗教文化景观的地域分异体现了各地区宗教文化与环境之间的相互影响的差异性。 当前文化产业的发展得到重视，人们必须充分了解各地各种文化景观的特色、形成环境和地域分布规律，才能更好地因地制宜、错位开发，统筹发展文化产业。宗教景观地域分异及其原因的研究，对各地宗教文化的进一步发展和宗教文化景观的合理开发利用具有重要的现实意义。自20世纪初索尔创立景观学派以来，文化景观一直就是传统文化地理学研究的五大主题之一，可以认为地理学家的研究是从景观开始的 [ 1 ] ，而宗教文化景观是对宗教文化较为明显的阐释。文献研究发现，早期国内对宗教文化景观的研究集中在它与其他要素的关系上，如，“宗教对建筑的影响” [ 2 ] - [ 5 ] 、“宗教景观对旅游的影响” [ 6 ] - [ 8 ] 等。宗教景观的空间分布在历史宗教地理研究中或有涉及，如，李悦铮的“试论宗教与地理学” [ 9 ] 。近几年受国外出现的宗教文化景观研究与GIS技术相结合的影响，国内越来越多学者开始尝试将这一新的技术应用到宗教文化景观的研究中来 [ 10 ] 。但因我国宗教地理学起步较晚而且基础比较薄弱，目前仍然从停留在对现象的简单描述上，很少有学者将该领域与地域空间分异联系在一起，从定量的角度研究宗教景观的空间关系。山东省是文化资源大省，在文化资源大省奔向文化资源强省的过程中，资源的合理开发、科学保护是重要前提。同时，必须加强对各种文化资源的充分研究。迄今为止，鲜有学者对山东省宗教文化景观进行空间差异的研究。从空间的角度探讨区域内不同宗教文化景观的分布格局，丰富和完善以往有关宗教文化景观的研究成果，对该领域的研究具有重要的学术价值和理论意义。