测井多尺度分析方法中最优小波基的选取

不同的小波基具有不同的时频特征,用不同的小波基分析同一问题会产生不同的结果。因此,小波基的选取和优化在实际应用中是一个重要问题。本文详细分析了小波基的基本性质,并以相关系数作为选取最优小波基的依据,分别选取4种常用小波基函数进行分析和对比,通过比较相关系数的大小,选定了适合测井多尺度分析方法的最优小波基。对实际测井信号的多尺度加权重构表明,最优小波基的选取是合理的;相关系数法作为选取小波基的一种方法是可行的。     

基于小波变换的测井多尺度分层研究

测井信号是岩性、地层微观结构、含流体性等各种信息的总和,测井数据是反映地质体地质信息的载体,地层变化主要体现在测井信号的突变点或突变区域中。以某测井的自然伽马曲线为例,提出应用零通小波、模极大值对测井曲线多尺度分析,在不同尺度上定量划分出不同级别的地层界面,分析结果与实际地层界面一致。小波分析为地层的定量划分提供了一种新的思路。     

基于小波变换的遥感纹理信息提取

遥感纹理信息是地物空间特征的综合反映,综合纹理信息是进行专题信息提取获取的重要依据.遥感数据具有复杂性、统计性和随机性,同时,遥感图像中地学信息,如地质构造、蚀变信息及岩性分界等高频信息具有一定的方向性;小波变换具有"变焦性"、对称性、正则性等特点,可以较为快速地检测到奇变信号.利用小波变换可以快速、有效地提取遥感纹理高频奇变信息.     

基于多尺度的老采空区上方建筑物变形分析及预报

老采空区上方地表变形是一个具有复杂性、突然性和长期性等显著特点的非线性过程。在老采空区上方建设生活或服务设施时,必须对老采空区上方地基稳定性和残余变形情况进行评价和预测。基于多尺度经验模态分解（EMD）,提出了老采空区上方地表建筑物稳定性分析及预测新方法。通过实例研究,证实采用多尺度经验模态分解可获得老采空区上方地表建筑物的动态变形细部信号。对各分解尺度进行分析能更准确有效地评价原始数据所反映的建筑物变形特征和进行变形机制研究。同时,实例计算也证实,采用考虑多尺度特征的预测模型可获得比传统方法更优的变形预报精度,为更科学地评价老采空区建筑物稳定性提供理论依据。     

基于小波变换的北京地区1724～2009年降水量多尺度分析

基于小波分析方法,对1724~2009年北京气象站年降水量序列的变化特征进行了分析。结果表明,北京地区年降水量在其计算时域内各时间尺度分布不均匀,具有明显的局部化特征;其中,19~23a的时间尺度,震荡中心分别在1889年和1979年;35~37a左右的时间尺度主要发生在1920~1928年、1950~1960年和1983~1991年;83~87a的时间尺度在整个计算时域上均有发生,1769~1859年间表现明显。分析结果显示北京地区年降水量具有21a、35a和86a左右的主周期,其中86a左右的周期振荡最强,为第一主周期。计算的趋势表明,未来10余年北京仍属于降水偏少的时期。     

重力资料多尺度分析最优小波基的选择

小波变换多尺度分析是重力资料处理中一种常用的方法,其分析的结果与最优小波基的选取有关。笔者结合重力数据特征,首先从理论层面上分析最优小波基的选取方法,再根据理论模型进行不同小波基的对比实验,最后对华北地区实测重力数据进行小波基对比试验,认为db11小波基为重力数据多尺度分析的最优小波基。     

基于交叉小波的天山乌鲁木齐河出山径流多尺度特征研究

运用连续小波对新疆天山北坡的乌鲁木齐河上游1958-2006年的月均气温(MMT)、月降水量(MP)和月均径流量(MMR)变化进行了多时间尺度特征分析. 结果表明：1960—2005年月均气温、月降水量和月均径流量三者始终存在着12个月左右尺度的主周期,并呈现出全局性特征,信号的强弱依次为MMT、MP 和MMR;同时,MMT存在66个月和96个月的次周期,MP存在6个月、30个月和72个月的次周期,MMR亦存在6个月、24个月、36个月和72个月的次周期. 在此基础上,对其进行交叉小波分析后发现,MMR与MMT、MP的相关程度除了表现为12个月的主周期和6个月的次周期外,MMT对MMR的影响还表现在34个月和72个月的次周期上,而MP对MMR的影响也表现在24个月、36个月和72个月的次周期上. MMT对MMR的影响除了12个月的主周期表现为正相关外,6个月的周期相位亦存在正负交错的现象,说明在该尺度上MMT对MMR的影响既有正面的也有负面的;MMT对MMR的影响在其他次周期上均表现为负相关或近似负相关;而MP对MMR的影响在主次周期上均表现为显著的正相关.     

测井多尺度分析方法用于层序地层划分研究

测井数据包含了丰富的地质信息,是研究地层多尺度沉积旋回的主要资料.本文阐述了小波变换及多尺度分析方法,探讨了测井多尺度分析方法在层序地层划分中的应用.以东营凹陷某井为例,选取Morlet小波基函数对GR测井曲线进行连续小波变换,将测井信号与深度的关系转换为与深度和尺度域的变化关系.通过研究多种伸缩尺度下小波系数曲线表现出的周期性振荡特征,并结合不同测井曲线多尺度分解后的高频信号特征,划分出各级层序界面,与传统方法所划分的界面基本一致.     

Morlet小波用于测井沉积旋回多尺度特性研究

测井数据包含丰富的地质信息,是研究沉积旋回多尺度特性的主要资料。利用Morlet小波基函数对SP测井曲线进行连续小波变换,可探测到不同尺度沉积旋回的分界面。地质学意义在于:包含多个不同尺度沉积旋回信息的测井曲线,通过Morlet连续小波变换,被分解成各自独立的单一尺度的旋回,尺度因子的大小反映了地层沉积周期的长短。这也为沉积旋回的定量划分提供了一种新的思路。     

基于地震资料的多尺度小波变换识别沉积旋回技术

为探究基于地震资料的不同尺度小波变换方法下的沉积旋回识别特点,秉承前人运用测井数据连续小波变换进行地层旋回划分的依据和思路,以合成记录标定为桥梁,成功利用地震资料对歧口坳陷古近系沙三段31砂组进行旋回划分.通过建立理想声波曲线模型,总结了旋回界面和旋回内转换界面与能谱图和不同尺度小波系数曲线对应特征,并对实际测井资料进...     

TM图像叠加褶皱信息提取——基于小波变换的纹理分析

多期构造叠加使变质岩区的结构构造面貌变得十分复杂，难以研究，因此，正确地识别叠加褶皱，就成为查明变质岩区构造及变形历史的关键之一。也是建立变质岩层层序最需重视的问题，本文提出了一种基于小波变换的纹理分析。从TM图像上提取叠加褶皱信息的图像处理方法，通过对南天山东段铜花山-硫磺山地区的多次反复实践和验证，取得了野外难以获取的良好效果。     

脆性颗粒材料的动态多尺度模型研究

脆性颗粒材料的多尺度模型一般包含微观尺度的基本粒子、细观尺度的颗粒和宏观尺度的颗粒堆积体3个尺度。基于离散元方法（DEM）构建多尺度模型,并将该模型应用于动态加载。首先,对多尺度模型所涉及的两种接触模型和两种黏结模型的参数进行分析,详细讨论微细观模型参数与宏观材料常数之间的联系。然后,选用Hertz-Mindlin接触模型[1]和平行键黏结模型,建造石英砂的动态多尺度模型。通过选择合适的强度和局部阻尼参数发现,模型宏细观尺度上的动态压缩响应与对石英砂的相关试验结果吻合很好。利用多尺度模型和选定的参数,探讨与动态加载密切相关的局部阻尼机制对多尺度模型各个尺度上力学响应的影响。结果表明,阻尼越大则颗粒材料对波的衰减能力越强,但过高的阻尼会使团簇强度和模型的宏观压缩曲线都表现出异常的加载速度效应（后者实际是阻尼引起的微惯性效应）。另外,高阻尼会过度衰减颗粒破碎过程产生的应力波,从而阻碍颗粒破碎。最后,应用改进的动态多尺度模型,对脆性颗粒材料的动态破碎特性进行研究,发现该模型不但能给出与试验相吻合的颗粒级配曲线,还能揭示出颗粒破碎过程中微裂纹分布的空间不均匀性,即颗粒破碎过程中波的产生机制和衰减机制相互作用导致的微裂纹聚团分布的现象。     

构造变形流变场分配多尺度数值模拟研究

流变场分配(flow field partitioning)现象在自然界高应变岩石中十分常见。传统的基于固体连续变形机制理论的变形分析中,流变场分配问题往往被忽略,致使应变带中流变场如何分配一直都缺乏深入认识。Eshelby阐述了嵌入均匀介质中的椭球体内流变场的数学方法,为探讨流变场的分配奠定了理论基础。本文从固体连续变形机制入手,重点介绍基于Eshelby理论的多尺度数值模拟思路和方法,探讨流变场分配问题。模拟结果表明:嵌入基质中的椭球体内分布的流变场主要取决于椭球体与基质间的相对流变强度,椭球体的相对流变强度越低,其变形越接近于简单剪切,且有限应变积累越快。模拟还揭示,不同流变强度的椭球体内模拟拉伸线理和面理产状的总体格局反映基质流变场特征。由此得到以下结论:(1)在流变场分配现象显著的区域,局部小尺度上应变、涡度测量分析结果无法直接揭示区域流变场运动学边界条件,对这些区域的构造变形分析必须是多尺度的;(2)基于Eshelby理论的以实质变形组构为约束的多尺度数值模拟分析,能更为合理地揭示高应变岩石中流变场的分配。     

基于光谱相似尺度的遥感矿化蚀变信息提取

提出一种基于光谱相似尺度遥感矿化蚀变信息提取的新方法:首先根据蚀变岩及矿体围岩的实测光谱数据,利用光谱相似尺度方法,直接从TM图像中提取与金属矿化有关的蚀变信息.通过对青海芒崖地区遥感矿化蚀变信息提取的试验,表明该方法的可行性和有效性.     

基于小波域最小平方滤波的多尺度自适应全波形反演

常规的全波形反演对初始模型和低频数据的依赖性较强,反演精确度经常会受到"跳周"现象的严重影响。将小波域最小平方滤波引入到全波形反演中,并利用小波变换的多尺度特性,有效地提高了反演过程的稳定性,减小反演受到"跳周"现象影响的可能性。小波域最小平方滤波具有更高的精度和更好的性能,利用该算法调整模拟波场的相位,从而改善模拟波场和观测波场之间的相位差异,并由此构造一个新的目标函数。同时利用小波变换的多尺度特性将地震数据分解为不同频带数据,实现多尺度反演。数值模拟实验结果表明,基于小波域最小平方滤波的多尺度自适应全波形反演,对初始模型和低频数据的依赖程度降低,较常规全波形反演具有更好的稳定性,受到"跳周"现象影响的可能性大大降低。     

基于集对分析的滑坡变形动态建模研究

滑坡是一个确定-不确定的动态系统,其变形表现出复杂的非线性演化特征。为了克服传统分析方法在处理系统不确定性方面的不足,将集对分析法（SPA）引入岩土变形监测分析领域,并结合层次分析法（AHP）提出了滑坡变形动态预测模型,给出了基于概率论的最优预测算法,提出并证明了集对论中最大同一度在等势条件下存在极限解,据此提出位移势的概念。在位移势的基础上,进行SPA二次建模,提出了基于SPA的滑坡变形与水库蓄水过程相关性动态分析模型。运用上述预测模型对新近发生的刘家沱滑坡进行变形监测定量分析,实践证明：最优预测值具有良好的短期预报精度;位移势能够表征系统当前状态下位移所能达到的最大潜力,可作为短期预测的上限值,其变化能够反映系统宏观层面上的演化特征,对滑坡演变加速预警具有指导意义;运用集对分析方法进行滑坡变形响应滞后效应的定量研究是一条可行的新思路,反演结果与实际情况吻合;该方法在岩土监测分析领域有良好的应用前景。     

基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究

研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956－2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:（1）大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;（2）在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65 m·（10a）-1的年际显著下降趋势,但降水具有12.65 mm·（10a）-1的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;（3）大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;（4）通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。      

小波分析在磁异常深部信息提取中的应用

小波分析方法具有良好的时频局部化特性,可以将信号分解成各种不同的频率或尺度成分有效地从信号中提取信息.在高精度磁测数据处理中,利用小波多尺度分析法能够将异常精细地分解到多个不同尺度空间上,提取不同尺度和深度的异常特征,并用对数功率谱分析方法来计算其所代表的场源深度,结合地质等信息充分分析异常,以判断深部场源的赋矿信息.     

基于光谱相似尺度的支持向量机蚀变信息提取

文章提出一种基于光谱相似尺度(spectral similarity scale-SSS)的支持向量机(support vector machines-SVM)遥感数据矿化蚀变信息提取的新方法.该方法选择青海两兰地区作为遥感矿化蚀变信息典型研究区,利用该区域的Landsat7ETM遥感影像结合地面实况调查数据,从图像上选取少量具有代表性的样本点的光谱作为参考光谱,利用SSS方法提取训练样本,然后应用SVM算法进行遥感矿化蚀变信息提取.试验结果经野外检查和验证,效果良好.     

干旱区TM图像岩石地层信息提取与分析方法研究

本文以新疆柯坪地区为例，通过不同岩石地层单元的岩石化学特征，矿物组合特征和室内反射光谱特征研究，结合图像数据的计算机处理结果，对干旱沉积岩的ＴＭ图像岩石地层信息提取方法进行了探讨。