直流电阻率测深二维自适应正则化反演

直流电阻率测深二维反演中,正则化参数的选取影响反演结果分辨率及反演过程稳定性。利用主动约束平衡正则化因子,进行直流电阻率光滑约束最小二乘二维自适应反演,改善直流电阻率测深二维反演的分辨率与稳定性。在反演迭代过程中,正则化因子根据模型参数的空间展布函数进行自适应计算、正则化参数的自适应计算。模拟数据反演结果验证了该方法的有效性与可行性,反演结果能准确地反映地下模型的真实电性结构。     

大定源瞬变电磁三分量全域视电阻率定义与三分量联合反演

多数瞬变电磁仪器可以同时采集三个分量的响应,但目前瞬变电磁的解释方法却主要以中心回线垂直分量为主。为了充分利用瞬变电磁三分量的信息,介绍一种大定源瞬变电磁三分量约束反演方法。基本思想是利用瞬变电磁三个分量的场分别求取全区视电阻率,并以此为基础建立初始模型,利用阻尼最小二乘法进行三分量反演。首先,将回线源看成是多个电偶极子产生的场的叠加,利用偶极子叠加的原理求取回线的三分量电磁响应,并推导视电阻率的全区与全期定义(即全域视电阻率定义);然后,利用烟圈理论求取视深度,并以此建立反演的初始地电模型。最后,利用阻尼最小二乘法实现三分量约束反演。利用文中视电阻率定义方法对已知模型数据进行处理,视电阻率曲线与模型的电性参数变化一致;以视电阻率结果为依据建立初始模型,利用三分量约束反演方法对层状模型数据进行反演,结果与模型吻合较好。     

二维视电阻率断面的快速最小二乘反演

快速最小二乘反演是以平滑限定的最小二乘方法为基础,是对二维视电阻率断面进行反演的一种方法。反演过程不需要提供初始模型,在首次迭代时使用一均匀介质地下模型作为初始模型,该模型的视电阻率偏导数值可以用解析法得到。在后面的迭代中,使用了拟牛顿法去修改每一次迭代的偏导数矩阵,避免了偏导数矩阵的直接计算,从而减少了计算时间和存储空间。同时运用牛顿矩阵校正技术解最小二乘方程组也减少了大量的计算时间。总之,该方     

PSO-LSSVM模型在位移反分析中的应用

提出了一种基于均匀设计原理、最小二乘支持向量机(LSSVM)和粒子群优化算法(PSO)的快速位移反分析方法。该方法利用均匀设计和有限差分法获得学习样本,再用粒子群算法搜索最优的最小二乘支持向量机模型参数。并用最小二乘支持向量机回归模型建立反演参数与监测点位移值之间的非线性映射关系,最后用粒子群算法从全局空间上搜索与实测位移最吻合的反演参数。该反演模型利用了粒子群算法高效简单、均匀设计构造高质量小样本以及最小二乘支持向量机的小样本、泛化性能好的特点。将该模型应用于龙滩水电站左岸地下厂房区岩体地应力场的反演分析中,计算结果与实测的位移值和地应力值均吻合较好,说明了该模型在岩土工程快速反演分析中具有良好的应用价值。     

最小二乘反演及其应用于地球物理问题的述评

地球物理反演是指根据一组观测结果来估计假设的地下模型的参数。因为模型所伴隋的响应可能是模型参数的非线性函数,因此在反演中非线性最小二乘方法是有用的。反演的一种普通类型是利用马奎特—列文伯格法实现迭代的阻尼最小二乘。通常,这种方法是通过常规的方法解有关的法方程来实现的。然而对于同样的法方程采用奇异值分解法(SVD)在计算精度上就会有明显的提高。迭代的最小二乘模拟在地球物理的多种问题中得到了应用,用两个实例来说明:(1)地震子波的反褶积;(2)根据地表重力资料推断一个隐伏台阶的位置。再广而言之,非线性最小二乘反演可以用于估计任意一组能得出适当数学描述的地球物理观测结果所对应的地下模型。     

考虑激发极化效应的瞬变电磁一维Occam反演

大地的感应激发极化效应有时会在瞬变电磁晚期响应上产生负值变号现象。常规实电阻率瞬变电磁反演由于没有考虑激发极化效应,对于观测数据负值部分的解释一直存在问题,这影响了反演解释的真实性和可信度。对此,本文首先将Cole-Cole复电阻率模型加入正演计算,并验证了计算的准确性。然后在阻尼最小二乘法的基础上加入Occam平滑约束来构建反演方程,能够同时反演出零频电阻率、充电率、时间常数以及频率相关系数,实现了一维瞬变电磁复电阻率反演算法。最后,建立具有不同程度激发极化效应的典型层状理论模型进行反演试算与结果分析,结果表明,在激发极化效果明显的低阻高极化地层中,复电阻率反演效果更好。与实电阻率反演结果的对比说明,瞬变电磁复电阻率反演既可以达到实电阻率的常规反演效果,也能解决实电阻率无法实现的负值拟合问题。     

基于积分方程法的大地电磁三维反演

采用积分方程法计算均匀半空间中三维异常体的大地电磁响应,然后利用阻尼最小二乘法反演得到地下三维异常体电阻率分布。在计算灵敏度矩阵时,将灵敏度矩阵分为线性项和体现反演过程非线性的偏微分项进行求解,提高了计算精度。理论模型反演结果表明,反演较准确,对初值依赖性小,且只针对异常体剖分单元进行反演,反演效率较高。     

电阻率三维反演稳定性和可靠性研究

电阻率三维反演参数太多,将导致反演不稳定性和高度非唯一性等诸多方面的问题。比较传统的最小二乘反演方法,利用共轭梯度的电阻率三维最小构造反演显示了更好的效果。讨论了初始模型选择及数据误差对三维反演结果的影响,说明了反演方法的稳定性和可靠性。      

起伏地形下复电阻率法25维反演研究

复电阻率法以岩、矿石的频谱参数特性为勘探依据,多种参数的组合解释能为评价异常源的性质提供更为丰富的信息。但其反演问题一直没有得到较好地解决,已经严重地影响和制约了该方法的应用和发展。本文由频率域电磁场的偏微分方程出发,结合Cole-Cole数学模型进行公式推导,并利用有限单元法实现了复电阻率2.5维正演模拟,能够计算起伏地形条件下包含电磁效应的复电阻率响应。在此基础上,提出了利用多个排列的视电阻率和视相位数据的复电阻率反演方法,并在反演方程中加入了Occam法的光滑模型约束,能够对复电阻率参数直接进行大规模的全区反演,有效减弱了SIP反演中欠定性严重的问题。通过理论模型的反演算例表明,该方法能够快速、准确地反演出二维地质断面上所有单元的4种复电阻率参数,从而验证了该反演算法的正确性与稳定性。     

地下瞬变电磁法一维反演

瞬变电磁法在地下工程中得到了广泛地应用,但目前地下瞬变电磁的解释方法却仍主要沿用地面勘探的理论。为了进一步提高地下瞬变电磁法的解释精度,介绍一种带约束一维反演方法。基本思想是利用电偶极子等效方法进行地下瞬变电磁正演,并合理构建目标函数,利用阻尼最小二乘法进行带约束反演。首先将回线源看成是多个电偶极子产生的场的叠加,利用偶极子叠加的原理求取回线的电磁响应,并进行全域视电阻率定义,以此建立反演的初始地电模型,最后利用阻尼最小二乘法实现地下瞬变电磁数据的带约束反演。利用带约束反演方法进行数据测试,取得了较好的效果。     

A comparative performance of least-square method and very fast simulated annealing global optimization method for interpretation of self-potential anomaly over 2-D inclined sheet type structure

Inversion of self-potential anomaly for 2-D inclined sheets of infinite horizontal extent has been studied. Least-square inversion and very fast simulated annealing global optimization has been used to model the five parameters of self potential anomaly. The method of least square and very fast simulated annealing global optimization method is compared and analyzed. Very fast simulated annealing can model the noisy and field data of self potential anomaly very precisely than linear inversion technique. However, time taken by very fast simulated annealing inversion is larger than linearized inversion. The comparative analysis has been done on synthetic data (noise free and noisy) and two field data from Bavarian woods anomaly, Germany and Surda anomaly, India to show the efficacy of both the methods. The estimated parameters were compared with those from previous studies using various global optimization algorithms, mainly neural network, genetic algorithm and particle swarm optimization on the same field data sets. It can be concluded that the global optimization algorithms considered in this study were able to yield compatible solutions with those from least-square methods. The present global optimization method is in good agreement with the other global optimization methods in terms of results and computation time.     

用Taylor展开最小二乘法反演水文地质参数

采用Taylor展开最小二乘法,对有解析解的水文地质问题进行参数反演,不仅计算速度快,而且计算准确,避免人工配线误差.     

提高叠加地震波分辨率的一种反演方法

子波提取是采用优化快速模拟退火法进行反演，提高叠加地震波分辨率的关键。本文应用最小平方法计算在合成地震记录与井旁地震记录差平方条件下的地震子波，制作合成地震记录，并进行反演以达到提高信噪比的目的。这是一种通过钻井资料来去噪、提高地震分辨率的方法，该方法原理简单、使用方便、效果较理想，有推广的意义。     

重磁解释中健全的极大似然法及三维反演

本文介绍了JOAO.B.C.SILVA提出的重磁解释中健全的(Robust)极大似然反演方法的基本原理,讨论了重力二度体非线性几何参数的反演情况,并将该方法扩展到三维重、磁非线性几何参数反演中。重点讨论了场值中有较大随机干扰、有不同类型的地质噪音源影响下的反演结果。理论反演结果表明,该方法有比最小二乘反演方法更接近实际的解,从而提高了解的可靠性,对于重磁局部异常或孤立异常有较好的反演效果。     

用等厚薄层权重自适应迭代阻尼最小二乘法反演瑞雷波频散曲线

笔者在前人工作基础上提出的等厚薄层权重自适应迭代阻尼最小二乘法,能有效地解除对初始模型的依赖.理论模型与实际资料试算结果表明,用该算法对瑞雷波频散曲线进行反演,具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,并能自动分层和反演地层参数.     

激发极化数据的最小二乘二维反演方法

给出了一种电阻雍激发极化法数据的最小二乘二维反演方法,该方法与以往这类方法的主要差别在于网格单元中电导率和极化率参数呈线性变化而不是均匀值,从而使电经和极化率的反演结果更准确,更容易用等值线成图,方法在二维有限元正演计算中,采用三角单元,使实测数据反演前不需要进行地形改正;在目标函数中加入最简单模型以及背景场等先验信息,既民反演问题的多解性,又使反结果更接近实际情况,还采用了前人用电位函数与模型参     

起伏地形条件下FPS不同解释方法对比

固定点源激电测深(FPS)是一种有效的激发极化测深勘探方法,但在数据解释中,常规的定量解释法只适应较为简单的地电条件,在起伏地形条件下其解释效果会受到较为明显的影响。针对常规的定量解释方法所存在的不足与缺陷,这里从有限单元法正演模拟入手,采用最小二乘法进行反演计算,实现了在起伏地形条件下的对地电模型进行模拟计算,并将圆弧交汇-相对强度计算结果与最小二乘反演计算结果进行对比。结果表明:最小二乘反演方法能适应起伏地形对模型进行反演计算,其反演效果优于圆弧交汇-相对强度法计算结果。     

On the application of combined geoelectric weighted inversion in environmental exploration

Geophysical surveying methods are of great importance in environmental exploration. Inversion-based data processing methods are applied for the determination of geometrical and physical parameters of the target model. The use of this geoelectric inversion method is advantageous in environmental research where highly reliable information with large spatial resolution is required. The 2D combined geoelectric inversion (CGI) method performs more accurate parameter estimation than conventional 1D single inversion methods by efficiently decreasing the number of unknowns of the inverse problem (single means that data sets of individual vertical electric sounding stations are inverted separately). The quality improvement in parameter space is demonstrated by comparing the traditional 1D inversion procedure with a 2D series expansion-based inversion technique. The CGI method was further developed by weighting individual direct current geoelectric data sets automatically in order to improve inversion results. The new algorithm was named combined geoelectric weighted inversion, which extracts the solution by a special weighted least squares technique. It is shown that the new inversion methodology is applicable to resolve near-surface structures such as rapidly varying layer boundaries, laterally inhomogeneous formations and pinch-outs.     

基于模拟退火粒子群优化算法的裂缝型储层各向异性参数地震反演

发育垂直定向排列裂缝的地下岩石可等效为具有水平对称轴的横向各向同性（horizontal transverse isotropic,HTI）介质。针对HTI介质模型,本文研究了裂缝型储层的各向异性参数地震振幅随方位角变化（amplitude variations with azimuth,AVAZ）的反演方法。首先,在地震AVAZ反演流程中,提出采用模拟退火粒子群优化算法实现裂缝型储层各向异性参数反演。之后,通过理论模型测试,验证了基于模拟退火粒子群优化算法的地震AVAZ反演的有效性。最后,将反演方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层实际方位地震数据;在反演之前先利用傅里叶级数方法估计裂缝方位并对实际数据进行方位校正,以提供更准确的输入数据;通过计算得到的P波、S波各向异性参数可用于评价裂缝发育程度。反演结果表明,研究区域构造顶部裂缝较发育,与地质基本理论一致,验证了反演方法的合理性。     

二维最平模型的大地电磁快速反演

在已有原理的基础上，本文给出了一种新的大地电磁二维快速反演方法，该方法在合理的模型网格下，求模型的纵向和横向一阶偏导数平方最小，反演得到最平滑模型，有效地消除了二维近似反演中易出现的多构造和数据过拟合现象。同时，引入总体控制函数以及用牛顿单变量寻根法求拉格朗日因子，使反演快速、稳定地收敛。理论模型试算表明，该方法比近来发展的同类反演方法效果更好，另外，野外资料的反演也取得了比较满意的结果。