复杂地形条件下静校正的综合寻优

复杂地形，特别是山地条件下地震勘探中的大静校正问题是 一个非线性的、具有多参数多极值的全局优化难题. 本文综合利用最大能量法、模拟退火与 遗传算法的各自优势，提出一种具有局部收敛速度快、全局搜索能力强的综合寻优反演方法 . 其中对产生伪静校正量的零空间现象进行空间平滑滤波剔除. 理论数值计算及实际资料的 处理说明本方法适应能力强、静校正效果较好.     

求解地震静校正问题的双尺度反演方法

通过对地震静校正问题的分析,综合线性反演方法的计算速度快和非线性反演方法寻找全局最优解能力强的优点,提出了求解地震静校正问题的双尺度反演方法.在大尺度下采用非线性反演方法为小尺度下的线性反演计算初始模型,利用小尺度下的线性反演方法获得精细模型.对反演参数的选取进行了讨论,使双尺度反演算法具有自适应的特点.理论模型和实际资料的计算表明该方法计算结果精度高、计算速度快.     

地球物理问题的自适应模拟退火方法求解

对应用模拟退火方法来处理具有多参数性和非线性特点的地球物理问题时，温度参数和退火过程难以选取，需通过反复试验，不便于应用的缺陷，通过对晶体生长过程的分析，提出了温度参数的确定方法，不同的参数退火速度可以调节．使得本文所述算法具有自适应的特点，便于实际应用，通过理论和实际试算，证明了该方法的正确有效性．     

基于模型正演的折射静校正方法研究与应用

随着地震勘探区域地质条件复杂化,静校正在资料处理中的作用日显重要.本文模拟研究了折射渡在不同地质条件中的特性,完成了正演模型下的折射波静校正量计算,并将静校正后记录与理论模型记录对比,分析该方法的准确性,总结折射波静校正方法的技术难点,提出一种更准确优越的解决方法.最后,运用该方法选取最合理的参数,并配合先进的处理软件...     

自适应全局混合反演

地球物理学反演多是一个多参数、非线性、多极值、非连续函数的优化问题 .在模拟退火与单纯形、均匀设计中引入自适应的退火规则 ,形成自适应全局混合反演方法 .数值检验与模型计算表明 ,该方法具有搜索速度快、效率高的特点     

川东北复杂山地三维静校正应用及实例分析

川东北复杂山地由于地表高程变化大、风化层厚度不均匀、低降速带速度横向变化大、高速层底界不稳定等因素,得到的地震资料具有严重的静校正问题,因此,如何解决山地静校正问题是后续地震资料处理的关键之一,本文首先分析高程静校正、折射静校正、层析静校正的基本原理和适用条件,结合实际复杂山地三维地震资料的特点,进行试验对比,提出了进行山地静校正的基本思路,即：首先进行高程静校正,这样可以利用高程静校正更容易拾取初至时间,然后利用折射静校正结合微测井等资料建立近地表速度-深度模型,以此速度-深度模型作为层析静校正的初始模型进行迭代处理,最后得到最终的近地表速度-深度模型和静校正值.根据以上处理流程,我们建立了适合于川东北山地三维复杂地表地震资料的静校处理正方法,并在实际生产过程中取得了良好的效果.     

转换波组合静校正方法应用及效果

转换波静校正一直是困扰转换波成像的瓶颈.本文在重点分析了转换波静校正难点的基础上,选取一块复杂断陷地区的3D3C资料为实例,对前人方法做出一些有效的改进,提出一套适合于复杂断陷地区的转换波组合静校正方法,基本思路是:层间结构模型法与折射层析法相结合求取炮点静校正量;等效模型法求取检波点长波长量;纵波构造约束相关法求取检波点中长波长量;综合全局寻优法求取检波点短波长量.同时,对一块高密度3D3C资料进行静校正处理,得出一套适合于大数据量构造简单地区的转换波组合静校正方法.实际地震资料处理效果表明,这两套方法能较好地解决转换波静校正问题,具有实际的应用价值.     

黄土塬覆盖区的层析反演静校正方法研究

我国北方地区黄土塬覆盖区的静校正问题是地震数据处理中的难点问题之一.黄土塬表层覆盖巨厚黄土,高差起伏较大,地震静校正问题严重;而且黄土塬覆盖区的潜水面普遍较深,常规折射静校正方法无法取得令人满意的处理效果.本文针对黄土塬覆盖区的静校正难题,研究层析反演静校正方法在黄土塬地区的适用性和可靠性.层析反演静校正利用地震波初至走时数据、通过迭代反演的方法构建速度模型,进而依据所得的近地表速度模型对地震数据进行静校正处理.本文的迭代反演采用同步迭代重构算法（SIRT）,并且对同步迭代重构算法进行了改进,使得层析反演的迭代过程趋于稳定.但是,因为黄土塬覆盖区地表高程的横向变化剧烈,相邻检波点的高差及其静校正量有时差异很大,在运用层析静校正求取长波长静校正量的同时,还需采用初至波剩余静校正方法求取短波长静校正量.实例证明,综合应用依据初至波走时数据的层析静校正和剩余静校正方法,同时计算长波长和短波长的静校正量,能够有效地解决黄土塬覆盖区实际地震资料的静校正问题.     

团体粒子群与最大能量串行融合算法转换波静校正

估计转换波的静校正量是一个复杂的非线性问题,常规的线性静校正方法无法取得好的效果.粒子群算法是一种很好的非线性全局最优化方法,但其缺点是"早熟"现象严重.最大能量法是一种常规求取静校正量的方法,局部寻优能力强且收敛速度快是其优点,但是当地震记录含有大的静校正量时易收敛于局部极值.本文在标准粒子群算法的基础上发展出了一种改进的粒子群算法:团体粒子群算法.并且通过对Rastrigin函数的寻优实验证明了其全局寻优能力优于标准粒子群算法.同时为了解决转换波静校正问题串行融合了团体粒子群算法和最大能量法.最后,建立了含一个水平反射层的模型并合成地震记录,加入随机值作为检波点静校正量.对合成的地震数据分别利用团体粒子群和最大能量的串行融合算法、标准粒子群算法和最大能量法求取静校正量并进行静校正.结果证明串行融合算法得到的静校正量与理论值误差很小,静校正后的叠加剖面连续性较好.     

模型法、扩展广义互换法(EGRM)、沙丘曲线法静校正对比研究及在ZGE沙漠资料处理中的应用

众所周知,静校正问题是沙漠地区地震资料处理的关键问题之一.只有针对不同盆地不同表层结构类型采用相应的静校正方法,才能解决好工区的静校正问题.本文就模型法静校正、扩展广义互换法折射静校正、沙丘曲线法静校正三种静校正方法从理论上、计算方法上进行阐述和探讨,并针对位于沙漠地区的ZGE三维工区的表层结构加以系统研究,同时使用上述三种方法进行对比试验处理,通过分析其静校正和叠加的效果,提出解决本工区静校正问题的方法.经试验对比,我们认为,沙丘曲线法静校正比较适合解决ZGE三维工区的静校正问题.     

正则化偏移成像的全局优化快速算法

目前,偏移后的地震剖面往往只是一个地质构造图像,还不能为后续的岩性分析和油气储层属性的提取提供更精确的信息.为了得到高分辨率真振幅的图像,建议采用正则化偏移成像方法.针对本问题数据规模大和正演算子矩阵稀疏的特点,提出采用一种新的算法--无记忆拟牛顿-模拟退火法对偏移算子方程进行求解.该方法综合了无记忆拟牛顿法优良的局部...     

一种全局优化的隐式交错网格有限差分算法及其在弹性波数值模拟中的应用

在数值模拟中,隐式有限差分具有较高的精度和稳定性.然而,传统隐式有限差分算法大多由于需要求解大型矩阵方程而存在计算效率偏低的局限性.本文针对一阶速度-应力弹性波方程,构建了一种优化隐式交错网格有限差分格式,然后将改进格式由时间-空间域转换为时间-波数域,利用二范数原理建立目标函数,再利用模拟退火法求取优化系数.通过对均匀模型以及复杂介质模型进行一阶速度-应力弹性波方程数值模拟所得单炮记录、波场快照分析表明:这种优化隐式交错网格差分算法与传统的几种显式和隐式交错网格有限差分算法相比不但降低了计算量,而且能有效的压制网格频散,使弹性波数值模拟的精度得到有效的提高.     

基于模拟退火算法的设计反应谱标定方法

反应谱的标定是抗震设计的基础工作之一,模拟退火算法是基于模拟固体退火过程而提出的多参数优化组合方法。本文提出将模拟退火算法应用于设计反应谱的标定,并概述了模拟退火算法的基本原理及特点,介绍了运用MATLAB基于模拟退火算法对反应谱进行标定的过程。检验了将模拟退火算法应用于场地相关谱标定的可行性和合理性,给出了将其应用于工程场地地震安全性评价中设计反应谱标定实例。通过检验和实例分析可以看出,基于模拟退火算法的反应谱标定方法所给出的设计反应谱谱形真实地反映了原地震反应谱的特征,较客观的反映了场地相关反应谱的峰值和周期特征。     

大型城市管网抗震可靠性分析与优化

本文提出了地震作用下供水系统的渗漏模型,发展了地震后带渗漏管网的流分析技术,结合一次二阶矩方法获得了地震后供水管网的功能可靠度。针对供燃气管网系统则提出了一类高效精确的大型网络抗震连通可靠度分析的概率解析算法———递推分解算法。以上述管网抗震可靠性分析理论为基础,分别发展了基于模拟退火算法的供水系统网络拓扑优化分析理论和基于遗传算法的供燃气网络系统拓扑优化理论。     

Use of VFSA for resolution, sensitivity and uncertainty analysis in 1D DC resistivity and IP inversion

We present results from the resolution and sensitivity analysis of 1D DC resistivity and IP sounding data using a non-linear inversion. The inversion scheme uses a theoretically correct Metropolis–Gibbs' sampling technique and an approximate method using numerous models sampled by a global optimization algorithm called very fast simulated annealing (VFSA). VFSA has recently been found to be computationally efficient in several geophysical parameter estimation problems. Unlike conventional simulated annealing (SA), in VFSA the perturbations are generated from the model parameters according to a Cauchy-like distribution whose shape changes with each iteration. This results in an algorithm that converges much faster than a standard SA. In the course of finding the optimal solution, VFSA samples several models from the search space. All these models can be used to obtain estimates of uncertainty in the derived solution. This method makes no assumptions about the shape of an a posteriori probability density function in the model space. Here, we carry out a VFSA-based sensitivity analysis with several synthetic and field sounding data sets for resistivity and IP. The resolution capability of the VFSA algorithm as seen from the sensitivity analysis is satisfactory. The interpretation of VES and IP sounding data by VFSA, incorporating resolution, sensitivity and uncertainty of layer parameters, would generally be more useful than the conventional best-fit techniques.     

一种基于全局优化的交错网格有限差分法

在地震波场数值模拟中, 交错网格有限差分技术得到了广泛的应用, 但是在弹性模量变化较大时, 通常会因插值而导致模拟误差增大. 旋转交错网格可以很好地克服这个缺点, 因而适合于各向异性介质正演模拟. 但是对于同样大小的网格单元, 旋转交错网格需要的步长比常规交错网格要大, 这会使梯度和散度算子的误差增大因而更易产生空间数值频散. 针对这些问题, 本文提出了旋转交错网格与紧致有限差分相结合的方法, 并基于模拟退火算法进行全局优化, 压制数值频散, 拓宽波数范围. 数值模拟结果表明, 此方法可以有效地压制数值频散, 且具有较高的模拟精度.      

A SIMULATED ANNEALING APPROACH TO SEISMIC MODEL OPTIMIZATION WITH SPARSE PRIOR INFORMATION1

It is well known that seismic inversion based on local model optimization methods, such as iterative use of linear optimization, may fail when prior information is sparse. Where the seismic events corresponding to reflectors of interest remain to be identified, a global optimization technique is required. We investigate the use of a global, stochastic optimization method, that of simulated annealing, to solve the seismic trace inversion problem, in which the two-way traveltimes and reflection coefficients are to be determined. The simulated annealing method is based on an analogy between the model-algorithm system and a statistical mechanical system. We exploit this analogy to produce improved annealing schedules. It is shown that even in cases of virtually no prior information about two-way traveltimes and reflection coefficients, the method is capable of producing reliable results.     

2D多尺度混合优化地球物理反演方法及其应用(英文)

局部优化和全局优化方法广泛应用到地球物理反演,但是两者各有其优缺点。将两类方法结合起来可以取长补短。将退火遗传算法（SAGA）和单纯形算法相结合,得到了一种高效、健全的2D非线性混合地震走时反演方法。首先,利用SAGA进行大范围的全局搜索,然后由单纯形方法进行快速局部搜索。为了降低层析成像的多解性,我们采用了多尺度逐次逼近的技巧。把速度场划分为不同的空间尺度,定义网格节点上的速度作为待反演参数,采用双三次样条函数模型参数化,正问题采用有限差分走时计算方法,反问题采用多尺度混合反演方法。一个低速度异常体的数值模拟试验和抗走时扰动试验表明该方法是有效和健全的。我们将该方法应用到青藏高原东北缘阿尼玛卿rlet,Meyer,Marr,缝合带东段上部地壳速度结构研究中。数字模型试验和实际资料的应用表明了方法的有效性和健全性。     

多导体柱微波成像的连续编码遗传算法

提出一种能同时重建多个二维良导体目标外形轮廓的新方法——连续编码遗传算法．将目标的横截面轮廓近似表达为三角级数形式,由边界条件得到一积分方程组,在此基础上将成像问题转化为约束优化问题,级数的各项系数为待优化量．积分方程组为约束条件,目标函数定义为实际测量的散射场与反演过程中得到的散射场之间的相对误差函数．采用连续编码遗传算法求解,优化过程通过选择、交叉、变异等遗传操作的选代而实现,待优化目标函数进行线性变换并采用模拟退火原理确定目标后表达为适应度函数,采用联赛选择与比例选择相结合的选择机制和单点交叉方式,变异操作通过对基因施加微小随机扰动实现．上一代中适应度最高的个体直接保留．数值模拟反演实验验证了方法的有效性．与其他反演方法相比,本法具有简单、通用、鲁棒性强等特点．