区域地质综合研究的方法与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:周鼎武编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-1-1

价格:50.0

装帧:平装

isbn号码:9787030103161

丛书系列:

图书标签:

• 地质学
• 区域地质
• 地质调查
• 地质研究
• 地质勘探
• 地质分析
• 地球科学
• 方法论
• 实践
• 综合研究

好的，这是一本关于复杂系统建模与数据驱动决策的图书简介，它侧重于现代工程、生态以及社会经济领域中，如何利用先进的计算技术和大数据分析来理解和管理动态、非线性的复杂系统。 --- 书籍名称：《复杂系统动力学：从信息熵到智能调控的工程路径》 核心主题： 本书深入探讨了现代工程、环境科学及社会经济领域中普遍存在的复杂系统（Complex Systems）的本质特征、数学建模方法，以及如何利用数据驱动的智能算法实现精确预测与有效干预。全书结构严谨，理论与实践并重，旨在为从事高级数据分析、系统工程、风险管理及政策制定的专业人士提供一套系统的、可操作的工具箱。 章节概述与内容深度： 第一部分：复杂系统的基础理论与特征刻画（Foundations and Characterization） 本部分首先建立复杂系统的通用数学框架，区分其与传统线性系统的根本差异。 第一章：复杂性的多维定义与识别 本章详细解析了复杂系统的核心属性：涌现性（Emergence）、非线性和不可逆性。通过信息论的视角，引入了有效信息熵（Effective Complexity）的概念，用以量化系统状态空间的大小和结构复杂性，而非仅仅依赖于变量数量。讨论了相变理论（Phase Transition Theory）在系统临界点识别中的应用，特别是如何通过系统的自组织临界性（Self-Organized Criticality, SOC）来预测潜在的突发性故障或转变。 第二章：网络拓扑结构分析与功能映射 系统间的相互作用通常以网络形式呈现。本章聚焦于复杂网络理论（Complex Network Theory），深入剖析了无标度网络（Scale-Free Networks）、小世界网络（Small-World Networks）的构建与演化机制。重点阐述了中心性度量（如介数中心性、接近性中心性）如何映射到系统中的关键节点（如供应链中的瓶颈、生态系统中的关键物种），并讨论了如何利用网络鲁棒性指标来评估系统在遭受扰动（如攻击、环境灾变）时的生存能力。 第三章：时间序列的混沌与不确定性分析 复杂系统的动态行为往往表现出敏感依赖于初始条件（即“蝴蝶效应”）。本章详尽介绍了非线性动力学工具，如庞加莱截面（Poincaré Sections）和李雅普诺夫指数（Lyapunov Exponents）的计算与解释，用于定量判断时间序列是否具有混沌特性。同时，本书引入了量化不确定性的方法，超越了传统的概率论范畴，探讨了模糊集合理论（Fuzzy Set Theory）在处理系统边界模糊信息时的应用。 第二部分：面向数据的建模范式与方法论（Data-Driven Modeling Paradigms） 本部分从处理海量、高维、动态数据出发，构建能够描述和预测复杂系统行为的实用模型。 第四章：高维数据降维与特征提取 面对物联网、传感器网络产生的数据洪流，有效特征的提取至关重要。本章对比了主成分分析（PCA）、流形学习（Manifold Learning，如Isomap与LLE）在捕捉复杂系统内在低维结构上的优劣。特别提出了一种基于互信息最大化的非线性降维技术，以保留系统动态过程中的关键相关性。 第五章：基于代理（Agent-Based）的微观仿真 当系统的宏观行为无法通过简单的平均场理论描述时，基于代理的模型（ABM）成为首选。本章详细阐述了如何设计异质性代理、定义交互规则，并利用多主体系统（Multi-Agent Systems）的仿真来重现交通拥堵、市场波动等自下而上的涌现现象。书中提供了多个应用案例，如城市交通流和病毒传播模型的构建流程。 第六章：深度学习在时空序列预测中的应用 本章专注于使用深度学习技术处理具有内在时空依赖性的复杂系统数据。重点介绍了循环神经网络（RNN）的变体，特别是长短期记忆网络（LSTM）和门控循环单元（GRU）在处理远距离依赖上的优势。此外，本书还引入了图神经网络（GNN），用于直接处理网络结构数据，实现对节点间相互作用的预测，这在社交网络分析和材料科学模拟中具有突破性意义。 第三部分：复杂系统的智能调控与优化实践（Intelligent Control and Optimization） 本书的最终目标是将模型转化为可执行的干预策略，实现系统的稳定运行或性能优化。 第七章：强化学习在动态决策制定中的部署 对于难以建立精确数学模型的系统（如机器人控制、资源调度），本章提出了深度强化学习（DRL）作为一种强大的决策框架。详细解析了Q-Learning和策略梯度方法（如PPO, A2C）如何通过与环境的交互来学习最优的控制策略。核心内容在于如何设计奖励函数（Reward Function）以引导智能体在复杂的约束条件下做出长期最优选择。 第八章：多目标优化与帕累托前沿探索 复杂系统的调控往往涉及多个相互冲突的目标（如成本、效率、安全）。本章介绍了进化算法（Evolutionary Algorithms），特别是NSGA-II等非支配排序遗传算法，用于在多维目标空间中搜索帕累托最优解集。书中通过一个能源系统的负荷平衡与排放约束的实例，展示了如何利用这些方法生成一系列可供决策者选择的、权衡后的最优策略。 第九章：系统健康管理与故障诊断 本章聚焦于利用模型和数据实时监测复杂系统的“健康”状态。引入了卡尔曼滤波（Kalman Filtering）及其扩展形式（如无迹卡尔曼滤波 UKF）用于高动态环境下的状态估计。重点讨论了基于残差分析和机器学习的异常检测技术，以实现在早期、微弱的偏差阶段识别潜在的系统退化或故障模式。 读者对象： 本书适合具备一定高等数学和基础编程能力的工程技术人员、计算机科学研究人员、运筹学专家，以及希望掌握前沿数据分析和系统调控方法的硕士及博士研究生。它为理解和驾驭当今世界中无处不在的复杂挑战提供了坚实的理论基础和前沿的实践指导。 ---

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本书在探讨“地球化学与地球物理方法的综合应用”这一章节时，展现了其跨学科融合的强大能力。传统的地质研究往往将地球化学分析和地球物理勘探视为相互独立的工具箱，但作者成功地构建了一个将两者有机结合的研究框架。他详细阐述了如何利用高精度地球化学数据（比如微量元素比值、Sr-Nd同位素比值）对深部地壳物质来源进行约束后，再结合地震波速度结构、重力异常和磁法异常进行多参数反演，以重建特定地质单元（例如碰撞带的俯冲折叠带）的深部构造形态。书中对数据融合过程中的“噪声控制”与“误差传递”的讨论尤为深刻，避免了简单叠加数据带来的误导性结论。我印象特别深的是，作者引入了近年来发展起来的“热年代学”数据在构造热演化恢复中的作用，这为理解区域地质事件的长期演化轨迹提供了全新的时间维度。对于那些致力于进行区域构造动力学建模的研究人员来说，这种系统性的多地球科学数据整合方法论，无疑是提升研究深度和说服力的关键所在。

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关于“区域地质成果的报告与可视化表达”这一部分，我认为是本书一个非常实用的收尾。作者深知，再完美的研究，如果不能有效地传达给同行和决策者，其价值也会大打折扣。书中对专业地图制作的标准进行了详尽的阐述，不仅包括传统的地质图例规范，更着重讲解了如何利用GIS平台对沉积盆地、断裂网络和侵入岩体等进行空间统计分析和可视化布局。特别是，作者提供了一套非常实用的建议，用于如何针对非专业背景的决策层制作“面向资源潜力评估”的简明图件，例如如何用色彩饱和度直观反映潜在的成矿有利区。这种将基础科研成果转化为具有实际应用价值的成果的桥接能力，是很多学术专著所缺乏的。书中附带的那些关于如何撰写结构清晰、逻辑严密的综合研究报告的模板和注意事项，对于即将提交毕业论文或重大项目结题报告的研究生和青年科学家而言，具有极高的参考价值。总而言之，这本书不仅教会了我们如何“做”地质研究，更教会了我们如何“说好”我们的地质故事。

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阅读完本书关于“野外地质调查与数据采集”的部分，我感到豁然开朗。作者在这方面提供的指导细致入微，远超一般教材的泛泛而谈。他详细拆解了不同地质单元（比如太古宙克拉通、新生代活动带）在野外制图时需要重点关注的特殊标志和信息提取方法。我尤其欣赏他对“多尺度信息整合”的强调。很多初学者在野外容易陷入对某一特定露头的过度关注，而这本书清晰地指出了如何将毫米级的矿物组合信息，与米级的构造变形特征，以及公里级的地层序列和物性空间分布联系起来，形成一个完整的三维认知模型。书中列举的那些关于如何应对复杂地形、恶劣气候条件下信息记录的“土法炼钢”的经验之谈，更是极具实操价值，这些是纯粹的理论书籍无法提供的“活的经验”。例如，书中对不同类型断层带的摩擦角砾岩和糜棱岩的鉴别技巧描述得极为精妙，对于一线地质工作者来说，这简直就是一本随身携带的、不断更新的“野外生存手册”。这种深度与广度兼备的实践指导，极大地提升了我对地质填图的信心和效率。

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这本书的装帧设计着实引人注目，封面那张深邃的地球剖面图，色彩过渡自然，仿佛能让人瞬间穿越到地质学家的野外考察现场。内页纸张的质感也相当不错，印刷清晰，即使是那些复杂的构造示意图和岩石薄片照片，细节也丝毫不含糊。初翻阅时，我特别留意了它对基础理论的阐述方式。作者在讲解地质年代划分和岩石圈动力学时，没有采用那种枯燥的教科书式罗列，而是巧妙地穿插了一些历史上的科学发现案例，比如板块构造理论的提出过程中的关键争论点。这种叙事性的方法，使得原本抽象的科学概念变得生动起来，让人在阅读时更有一种“参与”到科学探索过程中的感觉。特别是关于区域变质作用的描述，它并没有止步于相图的解读，而是深入探讨了区域变质带的形成机制与区域构造演化的耦合关系，结合了最新的同位素定年技术对变质年龄的约束，这对于希望将基础理论与现代科研手段相结合的读者来说，无疑是一份宝贵的指引。整体而言，这本书在视觉呈现和理论架构的平衡上做得非常出色，体现了作者深厚的专业素养和对知识传播的独到匠心。

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这本书的行文风格有一种沉稳而又不失批判性的学者风范。作者在回顾和总结前人研究成果时，态度十分谦逊，但绝不盲从。在讨论一些长期存在争议的地质问题时，比如特定造山带的“拼贴”模式与“连续增生”模式的争论焦点时，作者并没有急于下定论，而是非常清晰地梳理了每种观点所依据的核心证据链条，并指出了现有证据的局限性所在。这种冷静的科学态度，教会了我们如何去“批判性地阅读”已发表的文献，而不是将其视为不可动摇的真理。更进一步，书中多次强调了“研究目的决定研究方法”的哲学思想，告诫读者不要为了使用最新技术而使用技术，而是要让技术服务于想要解决的科学问题。这种对研究范式的深入反思，使得这本书的价值超越了一般的“技术手册”，更像是一部引导青年学者形成正确科研观的“方法论导引”。读完后，我感觉自己对如何设计一个严谨而具有前瞻性的区域地质研究项目，有了更清晰的认识。

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