位场梯度的归一化标准差方法在地质体边界定位问题中的应用

在综合分析前人研究成果基础上,采用位场梯度的归一化标准差(NSTD)方法来识别地质体边界.通过理论模型实验讨论了窗口大小的选择对于计算结果的影响,并验证了NSTD方法不仅可以识别单一地质体边界,而且还可以识别不同埋深的、形态各异的相邻地质体边界.利用此方法对大巴山及其前缘地区的重力数据进行了处理,并与水平总梯度模(hgm)、总梯度模(AS)、局部波速(LW)以及Tilt水平总梯度模(Tilt-hgm)方法的应用效果进行了对比分析.研究结果提供了大巴山及其前缘地区的构造分区信息,对于油气远景预测具有重要的指导意义.     

路基边界对瑞利波检测影响的数值模拟研究

瑞利波检测被广泛应用于路基工程质量检测中,但对于瑞利波沿三维路基体的传播规律以及对检测结果的影响,尚缺乏深入研究.笔者利用有限差分软件FLAC3D,对单层介质半无限大体和三维路基体的瑞利波传播特性以及频散曲线进行了数值模拟分析;并与半无限体的瑞利波理论频散曲线进行了对比;讨论了三维路堤边界对瑞利波检测路基路面的影响.     

基于反双曲正切的位场边界识别技术

通过分析倾斜角概念,提出利用反双曲正切函数特性对归一化的垂向导数进行变换处理,来识别重磁异常中地质体边界和提取地质体分布、断裂构造平面展布特征等信息。理论模型和实际资料对比分析表明,利用该方法识别重磁异常边界具有较好的效果和较高的分辨能力,能够获取丰富的地质信息,对识别地质体边界、划分大地构造单元、确定断裂带和地质构造走向等具有一定的意义。     

利用水平与垂直导数的相关系数进行位场数据的边界识别

为了解决现今边界识别方法中普遍存在的不能同时识别不同深度地质体边界的问题,采用相关系数法进行边界识别。该方法是利用总水平导数与垂直导数的相关系数来进行边界的识别。由于不同地质体边界处的水平与垂直导数的相关系数幅值几乎一样,因此该方法可以有效地同时识别出不同深度地质体的边界。理论模型试验表明:该方法能同时识别出不同深度地质体的边界,且与模型边界相吻合;将其应用于实际数据的处理中,该方法能识别出更多的地质细节。     

起伏地表弹性波数值模拟的不等距差分法：以黄土塬区为例

针对包含复杂近地表及起伏地形的黄土塬区的正演模拟问题,提出一种弹性波不等距差分数值模拟方法。该方法不需要在地表处进行阶梯状离散,且在计算中可以将自由地表边界条件融入不等距差分格式中,能够提高计算效率。采用一个倾斜模型进行模拟,经与特征变量法对比,得到相同的波场,验证了该方法的有效性。对实际复杂黄土塬区模型进行试算,得到其波场快照与地震记录,证明了在复杂黄土塬区的适用性和可能的应用前景。     

黄河下游影响带地下水系统边界的划分方法

黄可下游影响带地下水系统边界在自然和人为双重因素的影响下,变得非常复杂.本文采用地下水流场分析法、地下水动态类型比拟法和同位素测试分析法综合研究,较准确地划分了黄河不同河段影响带的宽度.     

基于归一化磁源强度垂向差分的磁源参数快速估计方法

磁异常快速自动反演是磁数据解释的主要手段,归一化磁源强度因不受磁化方向影响而成为三维磁数据解释的主要方法。本文在归一化磁源强度基础上,首先进行了不同高度上的垂向差分计算,再根据不同高度差分关系,推导出了一种基于归一化磁源强度垂向差分的磁源参数快速反演方法。该方法可通过调节延拓高度来提高计算稳定性。模型试验表明归一化磁源强度垂向差分具有更高的异常分辨率,极大值能够有效地识别场源水平位置,而快速反演方法则较好地获取了场源的深度与构造指数。将本文方法应用于内蒙古M区地面磁异常之中,获得了磁源的平面展布和深度及构造指数信息,为研究区隐伏岩体分布提供了依据。     

河流边界对地下水流场和温度场的影响分析

在冲积层厚度较薄、地下水埋藏较浅的山区河谷地带,边界条件对地下水可开采量和可利用能量（温度）影响较为明显。为此,以一医院水源热泵系统为例,在建立耦合数学模型的基础上,利用TOUGH2软件,模拟评价河流边界对潜水水热运移的影响过程与程度,定量研究河流边界附近潜水水量与能量的动态变化规律。为研究该条件下地下水环境变化有一定的现实意义。     

末次间冰期以来沙漠－黄土边界带的环境演变

沙漠－黄土边界带地处东亚季风边缘，这一地区的风成沉积即古风成砂－黄土－古土壤序列很好地反映了东亚季风环流的演变历史。末次间冰期的沉积（Ｓ１）由三层古土壤和夹于其间的两层黄土组成，可与深海氧同位素阶段５的五个亚阶段（ａ－ｅ）则很好对比。末次冰期的沉积（Ｌ１）由三层古风成砂和夹于其间的两层黄土构成，由此反映了与上述三层古风成砂对应的阶段２、阶段４及阶段３的中期是沙漠－黄土边界带冬季风活动加剧、沙漠扩大的时期。全新世的沉积是由一层草原上（Ｓ０）和其上的流沙组成，但这层流沙是在最近两千年来不合理的人类活动和当地特定风场条件的共同作用下形成，已不具备明显的气候指示意义。     

基于界面反演增强的位场边缘识别方法

准确识别含油气构造及控矿断裂与岩体等地质边界是能源和资源勘查的重要任务之一,重、磁位场边缘识别方法在研究地质边界方面有独特的优势,已成为能源和资源勘查中不可或缺的重要手段。为增强位场边缘识别方法对深部小规模构造的识别能力,本文将界面反演与归一化总水平导数垂向导数(NVDR_THDR)位场边缘识别技术结合起来,首先利用密度界面反演技术处理重力异常,使结果能突出小规模地质构造特征,之后将NVDR_THDR作为边界提取和增强的技术处理反演的界面深度。裂陷盆地模型试验及孤立形体组合模型试验结果表明,本文方法具有明显的边缘增强效果,并且能在一定程度上平衡深部和浅部异常。最后将该方法用于鄂尔多斯盆地北部重力资料处理之中,结果也表明了本文方法可以更好地识别盆地基底小规模断裂,实际应用效果较好。     

基于广义S变换的裂缝分频边缘检测方法

为了在时频域刻画裂缝等边缘信息及其多尺度特征,构造了一种新的广义S变换分频边缘检测。它借鉴了小波多尺度边缘检测的思想,利用广义S变换的时频局部谱,通过不同频率尺度滤波达到突出与定位不同尺度边缘信息的目的。模型信号处理表明：广义S变换分频边缘检测方法既能准确刻画边缘奇异信息,又能反映边缘的多尺度特征,具有与小波多尺度边缘检测相似的特点。利用这一方法对实际地震资料处理的结果表明,它可以在不同频率尺度情况下有效检测断层、裂缝发育带的几何形态和空间展布。     

基于数学形态学的位场数据边缘增强方法

位场数据边缘增强对于地质构造研究和矿床勘查具有重要意义。现有的边缘增强方法多数基于位场数据的导数构建,往往存在对噪声敏感的缺点,且处理结果中常有虚假边界的出现。本文基于数学形态学良好的形状分析和噪声压制性能,通过数学形态学基本算子的组合叠加,提出了一种新的位场数据边缘增强方法。该方法容易实现,且不需要计算位场数据的水平和垂向导数。板状体模型试验结果表明,该方法能有效地对重力异常和化极后的磁异常数据进行边缘增强。针对三维模型试验中正负异常同时存在的情况,相比以往几种方法,该方法输出的边缘更清晰且没有额外边缘的产生,并表现出更强的抗噪能力。最后将该方法和以往几种方法应用到老挝万象地区实际重力异常数据的处理中,结果显示该方法刻画出的边缘更加连续清晰;同时结合以往地质资料,推断了成矿的有利部位。     

重力异常图中的边界增强和提取技术

对比了重磁勘探领域中4种典型的边界增强方法：Tilt导数、Tilt导数的水平梯度、Theta角和归一化的标准偏差,它们都能放大与边界有关的高频异常。增强后异常幅值极大值与地质体边界对应的情况可用近似边界法自动提取,而异常幅值拐点与边界对应的情况可以引入Canny边界检测算子来提取。理论模型试验表明：用Canny算子提取Tilt导数图边界与用近似边界检测法提取其它边界增强图的边界相比,前者提取的边界位置与真实位置更吻合,虚假边界更少。应用该方法对梅山铁矿的局部重力异常进行了处理,勾画出铁矿的大致范围。     

小波结合幂次变换方法在边界识别中的应用

在位场数据边界识别传统方法理论的基础上,前人研究了各种场源边界增强技术来提高信噪比和定位精度,但仍然存在受噪声影响大、场源边界不够收敛等问题。本文在传统边界识别方法的基础上进行改进,利用小波变换与传统方法相结合来增强对噪声的压制能力,并且提出了幂次变换法对识别出的边界进行有效收敛。将改进方法与传统方法应用于地质体的边界识别;同时选取3种传统数值计算方法,结合模型数据、四川盆地重力异常数据及朱日和地区磁异常数据进行对比分析。结果表明：小波结合幂次变换法能够有效识别出研究区域内地质体的边界,能很好地起到压制噪声的作用;并且识别出的边界收敛,提高了边界识别的精度,在边界识别中取得了良好的效果。     

基于小波变换的遥感数据融合与边缘检测

介绍了小波图像的分解和重构方法以及小波融合过程。采用Symlet小波变换融合方法对西安地区鲸鱼沟水库的TM4、TM5子图进行单尺度二维离散小波变换融合，并进行水库的边缘检测。对图像通过TM4分解的低频图与TM5分解的高频图像融合再与TM4影像原图比较，融合图像提取细节效果明显优于TM4原图像。     

基于重磁多尺度边缘检测的庐枞盆地基底构造研究

庐枞盆地位于怀宁-庐江“磁高重高”区域异常带的枞阳-庐江异常区,其区域重力场特征与区域磁场特征明显。本文利用上述特征异常,采用重磁多尺度边缘检测方法,对庐枞盆地重力和航磁数据进行了边缘检测,得到庐枞盆地不同深度的密度和磁性信息及重磁异常边界。结合重磁异常分布特点进行构造格架的推断、基底隆起区划分,建立了庐枞盆地构造格架。认为庐枞盆地基底断裂有四组方向,以北东走向断裂为主;盆地包含四块基底隆起区和一块基底残块隆起区。在此基础上,分析了庐枞盆地主要矿集区与构造格架的关系,提出了“S”形重力高异常带是寻找中深部隐伏矿床的有利部位的新认识。     

基于重磁多尺度边缘检测的长江中下游成矿带构造格架研究

采用重磁多尺度边缘检测方法,对长江中下游成矿带区域重力和航磁数据进行了边缘检测,结合大地电磁剖面和地质资料,建立了长江中下游地区构造格架.根据重磁多尺度边缘检测结果,重新厘定了断裂系统的展布位置,确定了宁芜、庐枞等火山岩盆地的准确边界,划分了板块、火山岩盆地等横向结构的边界.认为长江深断裂沿安庆-铜陵北-芜湖-马鞍山-...     

利用DCT法计算重力归一化总梯度

利用重力归一化总梯度方法可以寻找场源位置,通过“两高夹一低”的典型场特征可以检测油气构造,传统的方法主要采用的是别列兹金法（即傅立叶级数法）和傅立叶变换法。利用DCT法计算重力归一化总梯度是最新研究方法。从理论上给出了基于DCT的重力异常转换公式,进而研究了无限长水平圆柱体、三度体非含油气球冠以及储油球冠模型G_H场特征。模型实验证实：随着地质体埋深的增大,谐波数会逐渐减小,G_H场奇点极大值向下移动,且呈现线性衰减的特征;储油球冠G_H场等值线表现出明显的“两高夹一低”的储油气藏典型标志;用DCT法计算的G_H场具有优良的稳定性,而且能够增加向下延拓的计算深度。