局部波数在磁异常解释应用中的方法技术

研究了提高频率域中导数计算结果的精度以及局部波数反演结果的稳定性和精度,对比了余弦扩边方法和最小曲率扩边方法在频率域中计算导数的精度。通过对比表明,最小曲率扩边结果的精度高于余弦扩边结果的精度,提出了向上延拓某一高度来进行局部波数的反演技术。此技术不但能够解决高频干扰,提高导数计算精度,而且利用不同延拓高度的反演结果能够得到一个平稳的反演结果,从而提高了局部波数反演的精度。理论模型试算验证了方法技术的精度,实际资料处理验证了方法技术的稳定性,达到了满意的效果。     

基于泛克里格方法的位场扩边处理

在频率域进行位场数据处理与转换时,为了减弱边界效应以及Gibbs效应,需要对原始位场数据进行扩边处理,使得网格数据在x、y方向上的点数均为2的幂次方,并且扩边后的边界值均相等。目前比较常用的扩边算法是余弦扩边方法,为了寻求更高的处理精度,这里将泛克里格插值方法引入位场扩边处理中,在频率域计算了位场数据的一阶垂向导数,通过理论模型对比了该方法与传统的余弦扩边以及其他常用网格化方法的频率域处理精度,结果表明:泛克里格方法能很好地实现位场连续且平滑的扩边,并且与其他扩边方法相比有着更高的精度。     

频率域偶层位方法在直升机磁测数据处理中的应用

由于航磁测量飞行高度数据精度低以及数据量大等原因,使得已有的一些曲面位场数据处理和转换方法很少用于实际生产中.因此,提出了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法.该方法采用数据圆滑方法压制飞行高度数据的干扰,并成功地应用于湖北黄石直升机航磁测量的数据处理中.应用结果表明,曲面延拓到地表的磁场与地面磁测结果对应很好,而且曲面化极结果与已知地质体也有很好的对应,证实了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法实用性强,可用于起伏测量条件下航磁数据的处理工作中.     

重磁位场的正则化向下延拓

传统的位场向下延拓方法,在下延至场源体顶面深度附近区域,位场将发生强烈的振荡效应,无法继续向下延拓,难以用空间位场特征确定场源体的深度等特征,当然更无法划分出垂向迭加体。本文讨论了一种新的正则化方法：利用引入位场频率,埋深与正则化因子等有关的校正函数。使得向下延拓过场源体时,场值不奇异。因此,可以达到场源体以下任意需要的深度。理论场和实测资料的正则化向下延拓成果表明,本方法能有效地反映出场源体的深度等特征,也能较准确地划分出具有垂向与水平迭加的单个场源体。     

位场空间域和频率域微机联合解释的探讨

本介绍位场空间域和频率计算机联合解释方法及可用于位场实际数据进行直接解释的程序，以沿走向有限的厚板状体为例，可以求解以下参数：沿走向长度2L，宽度2B，有效磁倾角i，矿体倾角α，以及它们之间的夹角γ，上底埋深h ,延深2l，截面磁矩Ms，以及磁化强度的分量Jx,Jy,Jz，实际计算证明：本的工作效果较好，在直接解释中也是一种有意义的尝试。     

利用位场连续复小波变换识辨磁场源(下)

基于齐次位场源的位场柯西小波变换，等效于位场向上延拓和求导两种运算相结合原理，建立了不同的理论模型，并编写了所有程序，通过合成资料的大量计算，对所有结果进行了验证与讨论。利用小波变换系数模沿极值轴线的变化特征，可以同时反演位场源的几何形状、埋深、倾角。实用于重磁资料自动化处理与解释，为磁场反演提供了一条新的途径。     

利用位场连续复小波变换识辨磁场源(上)

对国外最新研究位场连续复小波变换理论的一系列文章进行了系统总结与高度概括，并利用水平面磁荷模型的垂直分量对齐次位场小波变换系数与位场导数向上延拓的等价关系进行了详细推导与归纳。基于Poisson半群核构成一类柯西小波，它将对位场的求导以及位场向上延拓这两种运算相结合，形成一简单算子，在作用于齐次场源的位场时，其小波变换系数与位场导数向上延拓是等同的，并服从小波变换双尺度规律。利用位场小波变换系数模沿极值轴线的变化特征分别反演磁场源的形态、埋深、倾角，同时利用其相位反演磁倾角。此法实用于重磁资料自动化处理与解释。     

第四讲 频率域正反演方法

正反演是重磁解释中很重要的一个步骤,过去这部分工作都是在空间域中进行的,如各种规则形体的正演公式,点元线元或面元的正演程序,最优化选择法(如马奎特方法)反演程序等,这些在实际工作已取得一定效果。近一年来,频率域位场转换工作已在数据处理中广为利用,同时,频率域正反演工作也在逐步开展,如组合斜顶面棱柱体正演程序,功率谱计算基底深度程序等已在开始使用,此外对频率域其他反演方法也在研究与试用。考虑     

Chebyshev低通滤波器在位场数据波数域导数换算中的应用

导数换算作为常用的位场数据处理手段具有重要的物理意义。由于实际测量误差和噪声的影响,波数域导数换算存在计算过程不稳定、求导结果精度差的问题。为了降低噪声干扰,提高导数计算精度,提出了在波数域常规导数算子基础上附加Chebyshev低通滤波器的任意阶导数换算方法。通过分析该滤波器的滤波特性,并结合位场异常径向平均功率谱曲线特征,确定了Chebyshev低通滤波法的滤波参数,减少了人为因素对求导结果的干扰。二度体和三度体模型试验表明,与其他3种方法(常规FFT(fast Fourier transformation)法、向上延拓法和ISVD(integrated second vertical derivative)法)相比,该方法计算的导数与理论值的均方根误差最小,求导结果精度较高。在虎林盆地布格重力异常数据处理中,利用该方法计算的垂向二阶导数受噪声干扰小,结果可靠性较高,依此划分出的8条大断裂和11条小断裂在以往研究中均得到证实。     

频率域中的欧拉方程

基于空间域中的欧拉方程,推导出频率域中的欧拉方程.分别以球体的重、磁异常进行模型试验.验证了使用相同场源的不同异常时,构造指数是不同的;通过对方程实部及虚部的划分,证实了构造指数的选取直接影响着所确定的纵向参数即场源深度,而对横向参数即场源水平位置的影响不大.     

秦沈客运专线路桥（涵）过渡段路基的动力特性分析

基于离散的Fourier变换原理,对过渡段基床振动加速度进行频域分析,获取了基床表层的振动加速度幅值谱、功率谱、相位谱以及线路不同横断面的基床表层振动第一主频值随速度变化规律;通过对过渡段路基不同工况下动态响应的原位测试,分析了路桥(涵)过渡段线路纵向的动态响应以及车速、轴重与动态响应之间的关系和动应力沿路从深度方向的变化规律等。上述这些数据分析结果,为高速铁路过渡段的设计与施工提供了重要参考。     

音频大地电磁法对断层分辨能力的正演模拟及其应用

通过几个模型的正演模拟,在分析不同模型正演响应的TM模式Bostick一维反演断面特征的基础上,探讨了点距、点位、第四系低阻层对AMT法定位断层的影响以及AMT法对断层的位置、倾向、倾角、发育深度等特征的分辨能力。研究表明,在点位和点距布设合理的情况下,AMT法对断层倾向、发育平面位置的推断是可靠的。最后,通过AMT法在太行山区找水的应用实例,验证了正演模拟方法的实用性。     

位场向下延拓的导数迭代法

针对向下延拓的不适定问题,提出了一种新的位场向下延拓方法-导数迭代法。从位场垂向一阶导数的定义出发,将观测面和向上延拓、向下延拓同等高度平面上的位场值近似联系起来,采用迭代法进行逐次逼近,推导出空间域位场向下延拓的导数迭代法的递推公式。考虑到空间域向上延拓积分方程实现的复杂性,对递推公式进行快速傅里叶变换,整理得到波数域中的导数迭代公式,同时证明了该方法的收敛性。模型检验和实例分析均表明迭代法相对直接FFT法具有稳定性强和下延深度大的优点。     

重力场向下延拓的三阶Adams-Bashforth公式法

重力场向上延拓是稳定且收敛的过程,而向下延拓是不稳定且发散的过程。为此,本文提出一种重力场向下延拓新方法。首先,对重力场及其垂向一阶导数向上延拓,得到不同高度的重力场垂向导数;然后,基于求解微分方程的三阶Adams-Bashforth多步法,推导出稳定的向下延拓公式;最后,为验证本文方法,将其分别应用于模型数据和实际数据。理论模型试验及误差曲线表明,相对于经典下延方法——傅里叶变换下延法和积分迭代下延法,新方法三阶Adams-Bashforth公式法下延过程稳定,边界效应不明显,下延深度可达5倍点距,下延结果与真实值的相对误差更小,结果更准确。将本文方法应用于加拿大某区实测航空重力数据,得到有效且准确的下延结果,能够识别和圈定一些细小异常特征。     

复杂地表条件下陡倾角勘探区地震数据采集研究

针对王家山地震勘探区具有目的层倾角大（30°～60°）、地表相对高差大、黄土覆盖层厚、地表条件十分复杂等地震难点,在前期调研的基础上,依据品质因数—地层衰减系数与纵波速度的关系,炸药震源与介质阻抗的耦合关系,虚反射与最高频率的关系等相关理论依据,提出了获得较好原始资料的保证措施：在厚黄土厚附近,炮点变观至基岩裸露区或厚度较小区域;炸药依据基岩、黄土等岩性差异分别选用铵锑成型炸药及2#岩石硝铵炸药;激发井深为虚反射界面深度、药柱长度及药柱顶部爆炸破坏带高度之和;组合激发井距大于2倍塑性带半径;接收束状砖块式10线8炮制观测系统;大倾角地层采用较大的偏移距,下倾激发方式。通过野外采集实验,证明了该复杂条件下陡倾角勘探区采取的三维地震勘探措施的合理性,经初步处理,野外采集的资料各项质量技术指标均达到规范要求,解释的浅部塌陷区影响边界由原来计算的100～200m控制到了50m范围之内,达到了非常理想的程度。     

基于S变换的瑞利面波频散分析

提取面波频散曲线是面波资料处理中最关键的一步。由于时频分析方法的局限,提出了利用S变换进行瑞利面波频散分析的方法,并给出了具体算法。该方法在时间频率域中计算相邻两道面波记录同一频率的时间差,再利用道间距除以该时间差来得到该频率对应的相速度,这样避免了在道间距较大的情况下,传统的相位谱法可能造成相位差的缺陷。通过理论模型和实际资料对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够提高瑞利面波频散曲线的提取精度,而且算法简单,具有一定的实用性。     

复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

通过波浪水槽试验,研究了珊瑚礁地形上规则波的破碎特征,包括破碎类型、破碎波高、破碎位置以及破碎带宽度。试验在带礁缘的复合坡度断面下进行,测试了两种水位下系列波高和波周期相组合的工况。试验研究了波浪破碎类型的区分标准,评估了已有四类破碎指标在复合坡度珊瑚礁地形上的适用性,并给出了描述破碎位置和破碎带宽度的经验公式。结果表明:礁边水深深水波高比可较好地区分波浪的破碎类型;四类破碎指标关系式中以破碎波高深水波高比之于深水波陡的相关性为最优;深水波高和礁边水深是影响破碎位置和破碎带宽度的主要因素,随着深水波高礁边水深比的增大,量纲一破碎位置（破碎点与礁边的距离和礁边处浅水波长的比值）逐渐减小,量纲一破碎带宽度（破碎带宽度和礁边浅水波长的比值）逐渐增大。     

音频大地电磁法对断层分辨能力的正演模拟

音频大地电磁(AMT)法是寻找断裂带裂隙水的有效方法。本文通过多个模型的正演模拟,并在分析不同模型正演响应的TM模式Bostick一维反演断面特征的基础上,探讨了点距、点位、第四系低阻层对AMT法TM模式数据定位断层的影响以及AMT法TM模式数据对断层的位置、倾向、倾角、发育深度、破碎程度等特征的分辨能力。研究表明:在点位和点距布设合理的情况下,AMT法TM模式数据对断层倾向、发育平面位置的推断是可靠的;第四系覆盖层更似低通滤波器,减弱了AMT法TM模式数据对断层的刻画能力,尤其影响了对浅部断层的识别,其反演结果可揭示断层发育深度;受静态和纵向分辨率的影响,AMT法TM模式数据无力估计小型断层的倾角和纵向上破碎的差异性。     

确定接触面的位场矢量方法

本文叙述了一种定量计算接触面参数的位场矢量方法.该方法以位场的频谱表示为基础,得出重磁异常函数向下延拓的表达式;再借助于归一化全梯度的非线性变换函数,可以定量地计算接触面的空间位置、埋藏深度及倾斜方向.为了克服位场函数在向下半空间延拓过程中产生的不稳定性,采用了径向频率随深度增加而发生位移的圆滑因子.该方法的优点在于能够得到稳定的计算结果、精度高、能直接地得出接触面在深部的空间参数.本文用几个模型试算和实例证明了这些优点.