GIS环境下对地球物理地球化学资料奇异性的各向异性估算及其在矿床勘探中的应用

地球物理、地球化学或遥感图像等资料的奇异性(singularity)反应了其内在的空间自相似、自仿射分形以及多维分形特性.奇异性可以应用在值估计(插值)与重建(提高分辨率)、矿产储量计算与勘探构造特征提取和环境评价中.目前,不存在时奇异值的各向异性的估计算法与应用.然而,在矿物勘探中对地球物理、地球化学与遥感资料处理解释时,各向异性是常见的现象.实践证明,矿产往往赋存在这些各项异性的次级构造与主构造的交会处.GIS是综舍各种地质、地球物理、地球化学与遥感等资料的有效工具.本文给出GIS环境下,各向异性奇异值以及有关的参数估计方法.用加拿大Nova Scotia省南半部的地球物理、地球化学资料进行了试算,计算结果与已知的地质、矿产分布模式有极好的相关性.这说明,各向异性奇异性参数在矿物勘探中有极大的应用前景.     

地球物理信号能量(密度)多维分形及应用

地球物理信号代表的地质地球物理过程在多种尺度上和尺度之间表现为自相似性（self-affinity)或尺度无关性（Scale Invariant)，称为地球物理信号的分形性质，多个分形地球物理信号叠加在一起表现为多维分形特征，研究多维分形地球物理信号的能量或能量密度特征，可以进行时间或空间地球物理信号的校正、奇异性研究分析，或进行不同地球物理动力学过程的分解，本文描述了地球物理时间（空间）信号的多维分形过程和功率谱密度（能量密度）与波数以及重磁场能谱密度及面积（能量）与能谱密度的多维分形关系，并用地球物理测井与重磁资料作了试算。     

Walsh列率域中多维分形模型与GIS环境下地球物理信号处理

地球物理信号通常在多个尺度段表现尺度不变性，这些不变性起因于不同的地质、地球物理或成矿过程的自相似性. 利用这种在多个尺度段的尺度不变性可以设计多维分形滤波器，滤波所得信号表征了具尺度不变性的地质地球物理或成矿过程，可以用于成矿预测或环境评价. 本文研究了Walsh变换列率空间地球物理信号的列率功率谱密度与列率之间的分形与多维分形关系, 试验证实了大洋钻探、石油以及煤系地层地球物理测井资料在Walsh域的多维分形性质，提出了用于分解地球物理场,提取有用信号并用于矿产资源勘探或环境评价的多维分形W-A模型. 利用波列率域中的多维分形关系构造了W A图解(W-A Plot). 借助W-A图解可以确定最小平方误差（LS）意义下Walsh功率谱变化的不同自相似性的频率分界点,从而用于设计W-A分形滤波器. 这种滤波器可将地球物理场分解成具有不同自相似性的局部场,并且保留原场的各向异性结构. 与通常使用的基于Fourier变换的滤波技术相比,W-A模型具有许多优点：W-A适用于检测地球物理信号中的突变、线性、环状、局部与纹理结构等弱信号. 同时，由于Walsh变换中只有简单的变号(加法与减法)，其计算速度远快于建立在复数乘法之上的Fourier变换，所以W-A计算速度远快于Fourier域的滤波方法，可以用于地球物理信号的现场实时处理. 用加拿大Nova-cotia省西南地区的布格重力异常进行了W-A方法的试算，处理结果反映了地质、矿产分布规律，能够很好地进行矿产预测.     

GIS环境下地球物理信号的奇异值分解、多维分形特征与应用

将布格异常作为二维实矩阵对其进行了奇异值分解。用其左特征向量矩阵与右特征向量矩阵的立积构造了一个二维完备(特征空间)正交基。布格异常投影到该正交基上的系数是布格异常矩阵的特征值(奇异值的平方)。奇异值代表了布格异常在其特征空间的一种功率密度。对比了密度分布面数、密度分布面数的变化率、密度分布面数的积分能量后，定义了奇异值谱半径量度下的能量测度。能量测度与能量谱半径符合(简单分形)指数或(多维分形)分段指数变化。利用教优分段方法得到这些分段点，利用这些分段点在特征空间中对地球物理场进行了重建、滤波。编制了与GIS结合的程序。用该方法分析和处理加拿大Nova Scotin的地球物理资料，并将结果与巳知的地质、金矿点进行了对比。结果表明，可以很好地提取地球物理场中的背景、异常场，该结果与岩性、构造、巳知矿点关联，可进行矿产资源评价和靶区预测。该方法还可用于各种地球物理信号的分离、图像处理、图像压缩等。作者开发的结合GIS的应用程序，使得这些分析能快速完成。     

油气地球物理勘探技术进展

文章回顾了中国油气测井、物探的发展历程,分析了中国油气地球物理勘探方法研究、装备、处理解释技术的现状及在世界油气勘探中的地位,分别从测井技术的方法、井下仪器、地面系统及资料处理解释评价方面和地震勘探的方法、震源、检波器、地面系统及资料处理解释方面介绍了中国油气地球物理勘探技术的发展及方向.     

多维分形奇异功率谱分析与应用

地球物理信号中普遍含有噪声，消除噪声是地球物理信号处理中的关键技术之一.奇异功率谱分析（SSA）是在状态空间（又称相空间）中研究（系统）动力学、非线性科学与混沌现象的方法.本文在状态空间中通过SSA分解，研究、应用地球物理序列的尺度不变性进行多维分形滤波：通过在状态空间的SSA分解，构造了经验正交函数系（EOF）；在EOF子空间中定义了两种尺度与测度后，发现了两种测度与尺度皆在多个尺度范围内存在尺度不变性；利用这种尺度~测度的尺度不变性，设计、实现了多维分形奇异功率谱(MSSA)滤波模型；处理解释了大洋钻探（ODP）1143A孔岩芯自然反射性（NGR）资料；Fourier功率谱分析结果证明，MSSA能有效地压制噪声，提取有用信号.研究得出，嵌入维数对MSSA基本无影响（小于1/1000），多维分形滤波器（MSSA）能有效压制噪声或提取有用信号.     

多维分形奇异功率谱分析与应用

地球物理信号中普遍含有噪声，消除噪声是地球物理信号处理中的关键技术之一.奇异功率谱分析（SSA）是在状态空间（又称相空间）中研究（系统）动力学、非线性科学与混沌现象的方法.本文在状态空间中通过SSA分解，研究、应用地球物理序列的尺度不变性进行多维分形滤波：通过在状态空间的SSA分解，构造了经验正交函数系（EOF）；在EOF子空间中定义了两种尺度与测度后，发现了两种测度与尺度皆在多个尺度范围内存在尺度不变性；利用这种尺度~测度的尺度不变性，设计、实现了多维分形奇异功率谱(MSSA)滤波模型；处理解释了大洋钻探（ODP）1143A孔岩芯自然反射性（NGR）资料；Fourier功率谱分析结果证明，MSSA能有效地压制噪声，提取有用信号.研究得出，嵌入维数对MSSA基本无影响（小于1/1000），多维分形滤波器（MSSA）能有效压制噪声或提取有用信号.     

地球物理和地球化学异常的多重分形分析与分解

地球物理和地球化学异常是找矿的重要依据，异常的空间结构性包括奇异性和自相似性.奇异性反映了地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律，根据不同的自相似性特征可以分离地球物理和地球化学异常的背景场和异常场，有利于进一步评价异常与矿化的关系.近年来出现了基于空间域、付立叶域、特征值空间、沃尔什域的C-A、C-D、S-A、MSDV、W-A等异常的分解和分析方法，并成功应用于对地球物理和地球化学异常的解释中.本文对这些方法进行了概括和总结，探讨了小波域进行多重分形分析的方法在地球化学异常的分析和分解中的应用.并以山东乳山市葛口-石城测区的Au为例，以小波变换下的多重分形方法分析了该地区金成矿的可能前景，与实际情况较为吻合.     

基于GIS的油气层灰色综合评价研究

油气层综合评价是油田勘探开发过程中一项重要的基础工作,其评价结果的准确与否,主要取决于测井曲线的可靠性、数学模型的合理性以及综合地质信息的能力.基于GIS的油气层灰色综合评价就是利用地理信息系统管理和分析油气层评价数据,将灰色综合评价方法与GIS集成对油气水进行识别,最后结合已有的地质信息分析其平面分布特点.这样,通过GIS既有效管理和充分利用了现有的地质数据和地球物理数据,又扩展了GIS的空间分析功能,同时实现了评价结果的可视化.     

综合地球物理解释与盆地模拟系统研究

以板块大地构造理论为指导,将沉积盆地看作一个地球动力学系统,建立综合地球物理解释与动态模拟工作站.应用重磁、电法及地震与测井资料对盆地进行整体性综合研究,探讨其形成演化历史,并根据不同勘探阶段提供的地质、地球物理和地球化学资料,对盆地的沉降史、热史、生烃史和运聚史进行动态模拟.用此系统研究了东海陆架盆地的地球物理场特征,对其沉降史、热史进行了模拟；探讨了东海盆地油气远景.     

Fourier Coefficients Variation with Angle for Fracture Detection and Fluid Discrimination in Tilted Transversely Isotropic Media

Surveys in Geophysics - Fracture detection and fluid discrimination play significant roles in the field of geothermics, hydrogeology, and exploration geophysics. However, it is still a challenging...     

基于GIS的唐山市区环境地质模糊评价分析

针对唐山市区地质环境研究的现状,选用G IS组件(M apOb jects)结合可视化编程工具VB研发了地质数据管理平台。在所建立的地质数据管理平台上利用模糊数学评价方法,选择地质构造、地层岩性、第4系厚度、地下水、岩溶地面塌陷和采煤地面塌陷作为评价因子,建立了唐山市区环境地质模糊综合评价模型,编程实现了唐山市区环境地质评价分区,为城市规划和工程建设提供了决策支持。     

地震环境与潜在震源区信息系统的建立及应用

应用GIS建立的地震环境与潜在震源区信息系统是中国抗震设防区划图信息系统的一个子系统 ,其任务是为新一代区划图的编制及其它相关领域提供基础信息服务。该系统空间数据库包括地震地质、地球物理、地震活动性等基础资料以及地震区划的部分初步成果。系统以MapInfo桌面地图系统为软件开发及运行平台 ,采用公共识别码在属性数据和空间数据之间建立联系。实现了图形数据与属性数据的相互查询、指定区域查询、缓冲区查询及各种统计分析等功能 ;应用GIS软件的制图功能 ,实现了计算机制图 ;结合抗震减灾工作实践 ,建立了各种应用模型 ,初步实现了通过GIS动态反映地震环境的变化 ,为工程地震、地震预报等研究提供基础数据的目的     

地理信息系统（GIS）软件评析

地理信息系统（ＧＩＳ）是计算机科学的主要应用领域之一,因此ＧＩＳ技术的进步直接受到计算机软硬件技术发展的影响。本归纳总结了ＧＩＳ软件的功能与特点。对ＧＩＳ软件所支持的操作系统,数据库界面及数据交换格式作了深入的比较与分析。中一些最常用的ＧＩＳ软件产品被选作代表性系统以展示地理信息系统的基本功能类型。最后,ＧＩＳ软件近期内的几处主要发展趋势（开放的ＧＩＳ、面向对象的ＧＩＳ和桌面ＧＩＳ）也在中得     

从第55届EAEG年会看勘探地球物理发展方向

本文根据笔者在第５５届ＥＡＥＧ会议期间了解到的情况，对勘探地球物理在石油能源、固体矿产、水文地质、工程地质和环境地质等领域的进展作了综述，指出了今后的重点研究课题和发展方向。     

GIS在环境地质研究中的应用

本文首先回顾了GIS在国内外的发展概况,指出GIS逐渐地向WebGIS、ComGIS、OpenGIS、三维GIS系统等方向发展的趋势,在此基础上分析了国内外环境地质研究的进展,着重探讨了地理信息系统在地学研究方面的应用。作者系统分析、总结了地理信息系统在美国、加拿大、英国、澳大利亚等发达国家地学领域的应用和成果以及国内GIS在地质制图、数据库建立、矿产资源预测等方面的应用和成果,对GIS在环境地质中的应用前景作了系统性阐述,总结提出了具体发展方向,包括互联网上商业服务、提高数字地质图数据的普及应用、三维可视化研究、WebGIS环境下异地异构地学数据的处理等方面。     

基于GIS的地质数据库系统:研究现状和发展趋势

有效地存储、管理、交流、进而充分利用正日益增多的地质资料和数据，离不开功能强大的数据库管理系统，然而，地学数据显著的空间特征和复杂的结构属性又不能简单运用常规的数据库管理系统进行表述、处理，地理信息系统（GIS）技术，以其对空间数据强大的储存查询和分析处理功能而鲜明地区 地普通管理信息系统，正适合于对复杂的地球空间数据进行采集、储存、分类、检索查询、刻划表达、以及分析建模，因此，先进的GIS技术与强大的地质数据库系统相结合，亦即是，基于GIS的地质数据库系统的开发和应用，是计算机技术应用于地学研究的发展方向和应用趋势，是当今地学发展所必需的基础技术之一，本文结合我们的近期工作概述了这一新兴领域的研究现状和发展趋势。     

The Numerical Modeling of 3-D Elastic Wave Equation Using a High-Order,Staggered-Grid, Finite Difference Scheme

This article provides the application of the high-order, staggered-grid, finite-difference scheme to model elastic wave propagation in 3-D isotropic media. Here, we use second-order, temporal-and high-order spatial finite-difference formulations with a staggered grid for discretization of the 3-D elastic wave equations of motion. The set of absorbing boundary conditions based on paraxial approximations of 3-D elastic wave equations are applied to the numerical boundaries. The trial resuits for the salt model show that the numerical dispersion is decreased to a minimum extent, the accuracy high and diffracted waves abundant. It also shows that this method can be used for modeling wave propagation in complex media with the lateral variation of velocity.     

基于GIS的当雄同震InSAR形变场分析

InSAR技术对同震形变的量测达到了厘米级的精度,但在数据后处理和结果分析方面仍然存在明显的不足。采用可对空间信息进行存储、管理及分析等功能的GIS,对InSAR数据获取的2008年10月6日16时30分西藏自治区当雄县MW6.3地震的同震形变场进行分析。结果表明:(1)GIS可对多源数据进行有效管理;(2)可以确定当雄地震的震中位置;(3)可获取沉降区的最大形变量;(4)可确定主要的形变区间;(5)可将形变结果进行三维展示。GIS可有效地弥补InSAR数据后处理、数据分析及成果展示方面的不足。     

利用GIS组件建立工程地震WebGIS系统

利用GIS软件组件建立了工程地震WebGIS系统。该系统采用浏览器 /服务器体系结构 ,实现了工程地震空间信息的网络共享和初步的协同工作。用户可以直接从网上通过浏览器来浏览、查询、分析和使用工程地震研究中的各类空间数据及GIS应用 ,同时还可以将需要的数据下载到本地机上使用或将自己的研究成果提交到远程服务器上发布 ,以实现共享。对地图在网上的传输显示速度问题和系统的安全性问题也采取适当的措施给以解