一维有耗散波动方程的奇性分析与小波

对系数有强奇性（间断）的波动方程,用通常的线性化简的方法时往往会将数值小但奇性强的项略去,导致结果严重失真。利用小波变换这一工具,可以在化简时保留奇性的主要部分,使所得的结果从奇性分析的观点看来更为精确。此方法曾被用来处理系数有间断的一维波动方程,得到了与精确解的奇性主部完全一致的解．在本文中,我们改进了用小波变换作奇性化简的方法,对系数有间断的一维有耗散波动方程求得了与精确解奇性主部完全一致的解。这说明利用小波分析作奇性化简的方法对高频近似及奇性分析问题是普遍适用的．     

叠前地震资料AVA变参数反演方法

线性AVA反演将纵横波速度比作为常数,从而把非线性AVA反演问题线性化,以得到稳定的反演结果.为突破这一假设条件对AVA反演的限制,本文把纵横波速度比作为未知量,通过变换反演参数,将非线性AVA反演问题线性化,再利用广义线性反演方法求解,得到合理稳定的储层参数.利用实际工区井数据考察了方法的可行性和抗噪性.最后,将该方法应用到实际地震数据,得到了合理的反演结果,说明本反演方法的可靠性与适用性.     

电阻率二维神经网络反演

由于非线性特性地球物理反演一直以来都是一个比较困难的问题. 近十年来，非线性反演方法如人工神经网络、遗传算法在地球物理数据解释中得到越来越多的应用，但目前基本仍限于一维反演问题. 对于二维反问题，反演参数较多，神经网络反演运用较少. 本文利用BP神经网络优化方法，实现了电阻率二维非线性反演. 与传统线性化的迭代反演比较，神经网络反演能够克服传统方法的不足、获得更好的反演结果.     

叠前共炮点道集的奇性反演研究

讨论了地震波场的Fourier积分算子奇性反演理论与方法,得出常数背景假设条件下二维共炮点道集奇性反演的解析表达式．构造了两个理论地震模型,分别进行二维有限差分正演与奇性反演的数值计算将二维Fourier积分算子奇性反演方法用于野外的二维地震勘探叠前共炮点记录．在勘探范围内,当介质波速变化相对背景波速符合小扰动假设时,理论模型与实际地震数据的计算结果表明这种奇性反演方法的有效性和实用性     

利用天然地震转换波及二次波反演地壳上地幔速度结构的尝试

本文是研究利用天然地震PS转换波及PPP等二次波到时资料反演地壳上地幔速度结构的尝试。提出了分步逐层的反演方法使反演问题部份线性化,同时还利用联合反演的方法降低反演误差。文章分析讨论了反演误差,给出了反演实例,并指出了存在的问题及进一步工作的方向。     

单相介质AVO反演的精度分析

振幅随偏移距变化（AVO）反演是一个非线性的组合最优化过程，理论上可先将该非线性问题线性化，然后求解线性问题；或者直接利用非线性的模拟退火、遗传算法等方法求解.但无论哪种反演思路，实际中影响其精度的因素很多，因此分析AVO反演中的误差来源对提高反演精度和评价反演方法的可靠性非常重要.本文对能造成反演误差的主要因素，噪音、薄层调谐、地震数据处理中的误差、入射角范围等进行了分析，讨论了这些因素可能对反演结果造成的影响，发现在AVO反演过程中可以从优化参数选择和针对性处理方面来减小这些误差，提高反演精度.     

分区连续函数的Radon变换的高精度反演法

Ｒａｄｏｎ变换及其反演是ＣＴ技术的数学基础，常用的反演算法虽然在函数比较光滑的情况下都能获得较满意的结果，但当函数有较强的奇性时精度就比较差．对函数在每一子区域中是光滑，但在不同于区域交界处有间断的情况，本文给出了有高精度的反演算法．     

实数编码遗传算法在大地电磁测深二维反演中的应用

作为全局非线性优化的新方法之一的遗传算法,近年来已从生物工程流行到大地电磁测深资料解释中.然而,大地电磁反演问题具有不适定性,解的非唯一性.通过结合求解不适定问题的Tikhonov正则化方法,本文采用实数编码遗传算法求解大地电磁二维反演问题.此算法在构建目标函数时引入正则化的思想,利用遗传算法求解最优化问题.常规的基于局部线性化的最优化反演方法易使解陷入局部极小值,而且严重的依赖初始模型的选择.与传统线性化的迭代反演方法相比,实数编码遗传算法能够克服传统方法的不足且能获得更好的反演结果.通过对大地电磁测深理论模型进行计算,结果表明:该算法具有收敛速度快、解的精度高和避免出现早熟等优点,可用于大地电磁资料解释.     

区域面波群速度反演的球谐函数法

一个定义在球面局部区域的复杂的面波速度函数如果直接利用球谐函数拟合可能需要展开到很高阶的球谐系数．通过保角变换，把一个球面局部区域扩展到球面上更大的区域上，变换过程中面波速度保持不变，在变换后的球面域上用球谐函数来拟合速度函数，达到降低球谐系数阶数的目的，使面波群速度的反演变成了球谐系数的线性化反演.通过球谐系数分析，可得到反演的分辨率.该方法不仅适用于面波群速度反演，同样适用于各种球面区域场的分析.     

地震偏移反演成像的迭代正则化方法研究

利用伴随算子L^*,直接的偏移方法通常导致一个低分辨率或模糊的地震成像.线性化偏移反演方法需求解一个最小二乘问题.但直接的最小二乘方法的数值不稳定,为目视解译带来困难.本文建立约束正则化数学模型,研究了地震偏移反演成像问题的迭代正则化求解方法.首先对最小二乘问题施加正则化约束,接着利用梯度迭代法求解反演成像问题,特别是提出了共轭梯度方法的混合实现技巧.为了表征该方法的可实际利用性,分别对一维,二维和三维地震模型进行了数值模拟.结果表明该正则偏移反演成像方法是有效的,对于实际的地震成像问题有着良好的应用前景.     

On occurrence of point singularities in orthorhombic media

Degeneracies of the slowness surfaces of shear (and compressional) waves in low-symmetry anisotropic media (such as orthorhombic), known as point singularities, pose difficulties during modelling and inversion, but can be potentially used in the latter as model parameter constraints. I analyse the quantity and spatial arrangement of point singularities in orthorhombic media, as well as their relation to the overall strength of velocity anisotropy. A classification scheme based on the number and spatial distribution of singularity directions is proposed. In normal orthorhombic models (where the principal shear moduli are smaller than the principal compressional moduli), point singularities can only be arranged in three distinct patterns, and media with the theoretical minimum (0) and maximum (16) number of singularities are not possible. In orthorhombic models resulting from embedding vertical fractures in transversely isotropic background, only two singularity distributions are possible, in contrast to what was previously thought. Although the total number of singularities is independent of the overall anisotropy strength, for general (non-normal) orthorhombic models, different spatial distributions of singularities become more probable with increasing magnitude of anisotropy.     

非线性地震道的混沌反演——Ⅱ.关于Lyapunov指数和吸引子

在本文上篇《非线性地震道的混沌反演——1.理论和数值试验》中讨论了非线性反问题逐次线性化方法及迭代过程的系统特性、递推法和广义线性反演法输出波阻抗序列的特征。本篇参照混沌理论中关于Lyapunov指数、相空间和吸引子的概念,深入研究逐次线性化迭代的状态变化的阶段性及其定量描述.当引用相空间描述系统的演化时,对于随迭代变化的阻尼因子可以发现几种吸引子.最后,总结了非线性地震混沌反演的要点,指出非线性反演迭代的复杂阶段性要川混沌理论来描述,而Lyapunov指数等才是控制迭代过程的实质性参数.     

非线性地震道的混沌反演——Ⅱ.关于Lyapunov指数和吸引子

在本文上篇《非线性地震道的混沌反演--1.理论和数值试验》中讨论了非线性反问题逐次线性化方法及迭代过程的系统特性、递推法和广义线性反演法输出波阻抗序列的特征。本篇参照混沌理论中关于Lyapunov指数、相空间和吸引子的概念,深入研究逐次线性化迭代的状态变化的阶段性及其定量描述.当引用相空间描述系统的演化时,对于随迭代变化的阻尼因子可以发现几种吸引子.最后,总结了非线性地震混沌反演的要点,指出非线性反演迭代的复杂阶段性要川混沌理论来描述,而Lyapunov指数等才是控制迭代过程的实质性参数.     

Nonlinear waves in rotating magnetohydrodynamics

We consider an electrically conducting fluid in rotating cylindrical coordinates in which the Elsasser and magnetic Reynolds numbers are assumed to be large while the Rossby number is assumed to vanish in an appropriate limit. This may be taken as a simple model for the Earth's outer core. Fully nonlinear waves dominated by the nonlinear Lorentz forces are studied using the method of geometric optics (essentially WKB). These waves are assumed to be of the form of an asymptotic series expanded about ambient magnetic and velocity fields which vanish on the equatorial plane. They take the form of short wave, slowly varying wave trains. The first-order approximation is sinusoidal and basically the same as in the linear problem, with a dispersion relation modified by the appearance of mean terms. These mean terms, as well the undetermined amplitude functions, are found by suppressing secular terms in a “fast” variable in the second-order approximation. The interaction of the mean terms with the dispersion relation is the primary cause of behaviors which differ from the linear case. In particular, new singularities appear in the wave amplitude functions and an initial value problem results in a singularity in one of the mean terms which propagates through the fluid. The singularities corresponding to the linear ones are shown to develop when the corresponding waves propagate toward the equatorial plane.     

地震道的非线性混沌反演——Ⅰ.理论和数值试验

全文以地震道反演的数值实验为例,根据混沌理论讨论了非线性地震反演的以下特性:1.对于带误差的地震数据和极其平滑的初始模型,逐次线性化的迭代过程产生的输出序列最终走向无序,这是非线性反演系统本身的特性决定的;2.迭代（非线性反演）系统是由Poin-care映的或系统方程描述的;3.可以根据地震反问题的特点,用多种不同的方法定义相应的Lyapunov指数,它们的数值和组合是非线性反演系统状态的有效指示;4.取决于系统参数的选取,发现在二维相空间有奇异吸引子的对应物.总之,从混沌理论的角度来研究纯数学的非线性地震反问题,可以揭示某些过去鲜为人知的内在规律性.本文为全文的上篇,主要讨论前两个问题,即理论和地震道反演数值试验结果.     

地震波场反演的BG－逆散射方法

本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法，旨在取得高分辨率的地球模型．这种方法用Ｂａｃｋｕｓ－Ｇｉｌｂｅｒｔ的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式，用逆散射原理导出泛函的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组．根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则，设计了可供实用的反演算法流程．     

地震波场反演的BG－逆散射方法

本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法，旨在取得高分辨率的地球模型．这种方法用Ｂａｃｋｕｓ－Ｇｉｌｂｅｒｔ的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式，用逆散射原理导出泛函的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组．根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则，设计了可供实用的反演算法流程．