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．     

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．     

基于密度扰动的点扩散函数计算与三维深度域模拟成像

点扩散函数(point spread function, 简称PSF)是成像系统对单位强度点散射体的响应, 基于PSF的反演方法为直接在深度域进行储层参数反演提供了新的方向.本研究旨在提出一种切实可行的PSF计算方法, 并利用PSF得到深度域模拟成像.本文从扰动理论出发, 分析了速度和密度扰动对散射场的影响, 在前人工作的基础上提出了基于密度扰动的两步正演法来计算PSF.然后, 深入研究了如何去除模拟成像过程中的结构信息污染, 如何进行相位匹配以及空间褶积的实现细节等问题, 并提出了相应的有效解决方案.模型测试表明采用本文提出的计算方法得到的PSF具有准确、污染小的特点, 并且基于PSF得到的深度域模拟成像剖面在振幅和相位上都与实际偏移成像结果匹配良好.

     

大规模数值计算的层分布物理参数研究

随着计算机技术的飞速发展和地震台网的建设对大城市的地震动数值模拟变成可能。应用地质．地貌以及地球物理勘探等资料建立的三维层结构是保证地震动计算准确性的基础。提出并论证了关于三维层分布模型的建模思路和相关数据处理方法。据此所建立的三维模型符合研究目标区的实际情况,同时,所提供的方法还便于模型的修改和升级。     

地震散射波模拟成像方法在铜陵某矿区的应用

针对深部隐伏的金属矿床,以铜陵某矿区为例,应用散射波正演模拟技术,对金属矿地震数据野外采集中涉及的偏移距、覆盖次数、道间距等参数进行了不同炮记录的模拟对比,辅助指导非均匀地质体金属矿地震勘探野外数据采集的观测系统设计;针对该地区实际采集的地震数据,应用基于等效偏移距的共散射点成像方法,对金属矿地震数据进行了处理,通过与常规反射波法处理结果对比,散射成像效果较好,说明散射波技术在金属矿地震勘探中应用有一定的可行性和适用性.     

通过地震成像分辨率研究近地表复杂介质散射对成像质量的影响

近地表广泛分布的小尺度非均匀介质严重影响地震数据和成像质量. 本文引入参数化的随机介质来描述近地表非均匀介质;借助功率谱、相关长度、均方根扰动等随机统计特征量研究近地表非均匀介质层对地震波传播、散射及成像的影响;通过成像过程的点弥散函数表述成像分辨率. 利用数值方法建立模型的随机统计特征量与成像分辨率特征量之间的关系,以定量或半定量的方式研究二者之间的相关性.数值计算结果表明,近地表非均匀介质层的厚度、速度扰动的幅度以及非均匀体的尺度等都对地震数据质量和成像品质有明显的影响.以全数值方法建立起关于近地表非均匀介质复杂性和地下成像质量之间的关系,有望成为研究近地表非均匀介质对地震数据采集和成像分辨率影响的有效工具.     

Gabor框架下的各向异性介质扰动高斯波包模拟与成像方法

地球介质广泛存在波动各向异性, 为研究地球内部结构、组分提供了新的信息.现今, 考虑介质的各向异性在地震波传播、成像以及反演中的作用越来越重要.高斯波包/束类正反演方法因其具有高效、简便等特点, 近年来在地震背景速度建模和成像方面取得了较大进展.因此, 在拟声学近似下, 本文发展了基于Gabor框架的各向异性介质扰动高斯波包模拟与成像方法.与传统的网格化参数扰动方式不同, 本文用空间分布的局部化Gabor基函数特征表达地下介质的参数扰动, 建立了模型域Gabor函数与数据域高斯波包的映射关系.该方法继承了各向同性高斯波包的优势和特点, 例如(1) 基于Gabor框架的扰动高斯波包模拟具有计算效率高、内存占用量小的特点; (2) 可以处理多波至, 能应用于复杂构造(盐丘、气云边界)和中深层构造的成像; (3) 利用Gabor函数可以稀疏表达地下的构造, 适合目标导向的灵活成像; 而且, (4)相较于各向同性高斯波包成像方法, 考虑介质的各向异性后, 本文的模拟结果更加准确, 成像剖面同向轴能量更加聚焦.通过数值实验对本文方法进行测试, 实验结果证实了该方法的有效性、高效性和灵活性.

     

计算测高卫星的正常点及其平均海面高

利用测高卫星的冻结轨道特征计算了正常点轨迹,利用三次B样条函数和Stacking技术内插计算了T／P、ERS-1／2和Geosat测高数据在正常点的平均海面高,改善了测高数据的精度和分辨率．最后,利用正常点上的平均海面高反演了多种分辨率的海域重力异常,其中所反演的海域重力异常的标准差为mGal级．     

基于图像分割的成像测井资料目标拾取与计算

为了从FMI资料中提取定量信息,一个很重要的步骤就是要对FMI图像数据进行分割.即从实际FMI资料中分离出反映孔洞、裂缝的子图像,然后用相应的方法对分割后的子图像进行分析处理,提取相应参数.本文通过研究大量图像分割算法,认为奇异点多阈值分割算法、基于过度区的分割算法、Hopfield网络方法、基于图像间模糊散度的阈值化算法是FMI图像分割的有效方法,实现了从FMI图像中将地层中有用目标,从背景中分离出来.同时,为了得到孔洞及裂缝的形状参数,本文还研究了轮廓跟踪标识边缘的方法以及根据标识的边缘进行填充的算法.在此基础上,也研究了根据目标边缘坐标计算目标的长度、宽度、圆度、裂缝密度、孔洞密度等参数的方法.上述所有方法在SUN工作站GeoFrame平台上开发成功,通过对LX45等八口井的处理结果与岩心分析数据对比表明,效果较好.     

高纬电离层中非麦克斯韦分布等离子体的非相干散射谱的模拟

使用一个修正的双麦克斯韦分布函数，通过最小均方适应技术使它与高纬电离层Ｆ区中离子的非麦克斯韦速度分布函数相适配．结果表明，使用这样的分布函数可以简化非相干散射谱的计算，并有助于简化高纬地区电离层非相干散射谱的反演．     

自适应统计迭代重建算法对腹部CT扫描中图像质量和辐射剂量影响的模体研究

目的：研究能谱纯化（SPS）Sn 150 kV结合高级模拟迭代重建（ADMIRE）在腰椎CT检查中的可行性。方法：行腰椎CT检查的患者88例,年龄在25～65岁,BMI在18.5～25 kg/m²的患者,分成对照组（A组）和试验组（B组）,每组44例;A组管电压120 kV,B组管电压Sn 150 kV,其他扫描参数均一致,完成检查并比较两组的图像质量和辐射剂量。结果：A组和B组图像客观评价噪声存在统计学差异,A组图像噪声高于B组;主观评价3位诊断者的ICC为0.769,表示评价一致性较好;B组的辐射剂量低于A组30.31％。结论：采用能谱纯化Sn 150 kV结合ADMIRE,不但能有效减低辐射剂量,还可保证优质的图像质量,值得在成人腰椎CT中推广使用。

     

页岩微米孔隙结构重构的非光滑正则化及快速梯度优化算法

页岩微观结构认识是页岩气勘探开发的基础.传统的探测手段是基于表面的有损观测方法.本文应用上海光源同步辐射技术对页岩结构进行无损探测获取投影数据,该技术可以避免X射线硬化.我们利用X射线计算机断层成像技术进行图像恢复,提出了L1模+TV(全变差)非光滑正则化方法抑制噪声影响,提高图像对比度.实验证明,该方法是准确重建页岩微观结构的有效方法.     

Time domain solution for multiple scattering and the coda envelopes

This article summarizes work on multiple scattering based on models of media with randomly distributed scatterers. The scatterers are isotropic and statistically uniform. Measuring distance in terms of mean-free pathL _s and time in terms of the mean-free timesL _s/V, whereV is the velocity of scattered waves, we have more convenient dimensionless distance and time. It can be shown that after the dimensionless time equals 0.65 energy contributed from multiple scattering becomes predominant. Thus the later coda reflects the effect of multiple scattering rather than single scattering. Treating the seismic record, including starting and tail parts, as a whole, the diffusion theory predicts that at a dense distribution of scatterers and a small distance between source and receiver, codas reflect mainly intrinsicQ _i. Of course, this conclusion is coincident with the presumption of the diffusion theory,Q _s>Q _i. However, from a new integral equation of multiple scattering, which deals with the scattered waves and primary waves separately, the conclusion is similar but clearer. This article quotes the new expression for coda energy in two-dimensional space. It shows that if the receiver is close to the source, the coda decay reflects only intrinsicQ _i, then as the distance increases, effects of scatteringQ _s, are involved in the decay feature. The theoretical plots of coda decay show that it seems in most cases in the earthQ _i should not be smaller than one tenth ofQ _s.Project Sponsored by the Joint Earthquake Science Foundation of China.     

电磁波测井资料反演中Jacobi矩阵的快速算法及其特性分析

针对采用单发双收探头同时测量相位差和幅度比,测井响应与地层介电常数和电阻率两者都有关的电磁波测井资料反演问题,构造了其反演目标函数Jacobi矩阵J的快速算法.J直接给出了测井响应随地层参数变化的关系,利用J和它转置矩阵JT的有意义乘积J.JT和JT.J可以方便地对在非均质地层中测井响应特征和仪器的探测特性进行考察分析,为测井资料处理方法研究与仪器改进提供依据.     

圆弧状多层沉积谷地在平面P波入射下稳态响应的解析解

利用波函数的FourierBessel级数展开法,给出了含任意多个圆弧状沉积层的谷地在平面P波入射下稳态动力响应的解析解.并以具有三个沉积层的谷地为例,在宽频范围内,利用稳态地面运动幅值的空间分布,讨论了谷地中沉积介质的成层性对地面运动的影响.     

Analytical partial derivatives of the phase- and group velocities for Rayleigh waves propagating in a layer on a half-space

The dispersion relation for Rayleigh waves in a layer on a half-space is modified by introducing the quadratic wave number instead of the phase velocity. The implicit function theorem is then used to derive analytical formulae for the group velocity and for the phase- and group velocity partial derivatives with respect to the parameters of the medium. As two examples, the method is applied to the interpretation of dispersion curves for short-period Rayleigh waves observed in a sedimentary basin of the West Carpathians, and in the Moravo-Silesian region, Czech Republic.     

Optically stimulated luminescence dating of single and multiple grains of quartz from perennially frozen loess in western Yukon Territory, Canada: Comparison with radiocarbon chronologies for the late Pleistocene Dawson tephra

Optically stimulated luminescence (OSL) dating of perennially frozen loess was tested on quartz grains extracted from deposits associated with the late Pleistocene Dawson tephra in western Yukon Territory, Canada. OSL samples were obtained from ice-rich loess bracketing the Dawson tephra, while radiocarbon (¹⁴C) samples were collected from the bulk sediments directly underlying the tephra and from a ground-squirrel burrow 2.7 m below the tephra. Here we report the OSL characteristics and ages of the extracted quartz grains, as well as additional radiocarbon ages for samples described in Froese [2002. Age and significance of the late Pleistocene Dawson tephra in eastern Beringia. Quaternary Science Reviews 21, 2137–2142; 2006. Seasonality of the late Pleistocene Dawson tephra and exceptional preservation of a buried riparian surface in central Yukon Territory, Canada. Quaternary Science Reviews 25, 1542–1551]. We refine the time of Dawson tephra deposition to between 25,420±70 and 25,290±80 ¹⁴C a BP. Bayesian analysis of constraining radiocarbon ages places the deposition of the Dawson tephra at between 30,433 and 30,032 cal a BP. Linear modulation (LM) OSL analysis of multi-grain aliquots of quartz showed that the initial part of the decay curve is dominated by a rapidly bleached (‘fast’) component; these samples, however, had relatively dim continuous wave (CW) OSL signals at the multi-grain aliquot (each composed of 80 grains) and single-grain scales of analysis. The single-aliquot regenerative-dose protocol was applied to multi-grain aliquots and single grains to obtain equivalent dose (D_e) values for samples collected from below and above the Dawson tephra. The D_e values were examined graphically and numerically, the latter using the central age, minimum age, and finite mixture models. For multi-grain aliquots, the central age model gave weighted mean D_e values between 30 and 50 Gy, which greatly underestimated the expected D_e of 74–81 Gy for both samples studied. Possible reasons for these underestimations are discussed, and a solution proposed based on single-grain analysis. Measurements of single grains produced D_e values in agreement with the expected D_e, and yielded OSL ages of 28±5 and 30±4 ka for the samples taken from above and below the Dawson tephra, respectively. Examination of individual grains with differing luminescence behaviors showed that a significant number of the measured quartz grains exhibited anomalous luminescence properties that would have compromised the results obtained from multi-grain aliquots. We therefore recommend analysis of individual grains to overcome the age-shortfall from multi-grain analysis of these and similar samples of quartz.