论热红外多角度遥感数据的相关性及视角优选配置

根据热红外辐射矩阵表达式建立了组分温度反演的矩阵方法, 并围绕获得稳定反演结果的条件问题, 以行播冬小麦为例进行了以下研究: (ⅰ) 矩阵(w_{k, j})的内在相关性是影响反演结果准确性的关键. (ⅱ) 提出了确定可反演独立成分及在反演运算前对反演误差进行正确评估的一般方法. (ⅲ) 利用绝对误差传递公式得到了求取“最优角度组合”的方法. 研究结果为多角度热红外遥感及组分温度反演等问题提供了理论依据.     

MODIS热红外温度数据反演的算法实现及其与地温数据的相关性分析

利用分裂窗法实现对MODIS遥感卫星热红外温度的反演。该方法计算简单,易于实现海量资料处理,基本满足红外遥感资料在地震监测预报中的应用要求。经过不同时间频度、不同空间范围的计算,将反演结果与气象台站地表温度进行了时序的相关性分析,结果显示反演温度与日值地温的相关性可达0.7,其与月值地温的相关性高达0.9,以证实了MODIS数据反演温度的可用性。     

波前重建法折射成像及应用研究

根据实际工作需要对传统的地震折射资料解释方法的适用范围进行了讨论,指出了传统折射资料解释方法所存在的问题。采用重建波前的方法进行折射成像,通过改进震源函数,并在反演过程中使用有限差分技术解程函方程,进行波场外推,从根本上解决了传统折射资料解释方法存在的问题,计算精度高,速度快。通过理论模型和实际资料的对比计算和验证,效果良好。     

沉积盆地热资料的随机反演:分辨空间变化率

作为估算沉积盆地热特性及其温度的空间变化率的一种方法,提出了空间随机过程的概念和地质统计与随机反演的技术。来自犹他州东北部尤因塔(Uinta)盆地的资料被用来论证这种计算方法。由于大量且广泛分布的油井和天然气井的井底温度资料,为空间分析提供了最佳良机。井底温度误差不太大,不致于妨碍对它们的利用,而随机反演则提供了一     

地震波形的非线性反演可用时间外推法或深度外推法进行

地震图的非线性反演的传统目的是获取地球模型,对于初始条件为零和给定震源,该模型能最好地预测观测地震图。最近用迭代法解决了这一问题:每次迭代就是对当前介质中的实际震源的波动方程求解;对以当前残差为震源的反向时间波动方程求解;在空间的每个点上将由此得到的两个波场求相关。我们的反演目的较全面:要获得整套的地球模型、初始条件、震源函数和预测地震图。它们最接近某些先验值并且是通过波动方程相互联系起来的。不仅能证实以前的方法,而且还使我们能以不同的方法解相同的反演问题:对于绐定的震源和实测地面位移,现在研究的是计算的和先验的初始条件间的最佳拟合是什么?这将导致完全不同的迭代法,每次迭代包括给定地面位移和牵引力的向下外推,直到一个给定的深度(底部)。将前面的场的起始时间条件作为震源,把底部的零位移和牵引力向上外推,并且在空间的每个点上求解将由此获得的两个波场的相关。除了该结果的理论意义之外,它开拓了解反演问题的数值法的途径。如果使用正向和反向时间传播的非线性反演有效的话,那么由于在深度外推中可能使用的某些手段(逐频计算(Calculation frequency byfrequency),底层以前的顶层的反演),使用向下-向上外推的这种非线性反演将给出相同的结果并且更为经济。     

基于欧拉反褶积方法计算川滇交界重力变化场源特征

本文以川滇地区2012-2014年来的多期流动重力观测网络数据为基础,采用欧拉反褶积方法对引起重力变化的场源深度和空间分布规律进行了反演和解释.本文通过构建理论模型。得到了最优的反演参数,并对实际数据进行了计算和分析.结果表明:选择构造指数(SI)为1时适合对流动重力数据进行反演.实际资料的反演结果显示在2012-2014年间的重力变化场源位置更集中于垂直于昭通断裂的北西向分布,场源深度分布在30±10 km范围,形态与鲁甸地震发震构造位置相似.这可能与2014年8月3日鲁甸M_S 6.5地震前的中上地壳的深部应力场变化相关.依据本文研究结果和方法,可以开展由场至源的定量研究,为流动重力变化信号的反演和解释提供一条新思路.     

华北地区岩石圈热结构的研究

利用两种1°×1°平均大地热流资料,由观测资料和居里面反演得到的4种地壳岩石生热率模型,计算了华北地区(105°E-124°E,30°N-41°N)岩石圈的热结构. 定量的比较了各种模型的计算结果,选定了最佳模型. 莫霍面的温度大约在450-750℃之间变化,岩石圈底部深度在60-180 km变化,并发现大的构造断裂与热岩石圈底部的隆起相对应,MS＞6.5的地震大都发生在热岩石圈底部隆起区附近和莫霍面温度的高值区.     

补偿向下延拓方法研究及应用

位场向下延拓是重、磁处理和解释的常用方法,但其不稳定性限制了其在资料处理及反演中的应用.本文基于补偿圆滑滤波思想以及空间域向下延拓迭代法,通过逐次补偿的办法实现位场的稳定向下延拓.同时,在频率域空间给出了该下延方法的频率域响应因子,并讨论了其低通滤波特性,理论模型和实际位场资料试验表明该方法向下延拓稳定性具有较高的延拓精度.将其应用于重力密度界面反演中,改进反演的稳定性,实际莫霍界面反演表明下延因子具备实用性.     

海城地震区钻孔温度连续观测和前兆性热异常的讨论

本文是辽东地区和海城地震区地热观测和研究工作中关于前兆性热异常现象的初步研究成果.在海城地震区,对固定钻孔进行了实验性的温度连续观测,并对这些资料作了分析研究.在此基础上,结合海城地震和唐山地震震前的各种前兆性热异常资料,我们讨论了引起前兆性热异常的可能原因.我们倾向于这样一种认识:地震区在大地震前出现的显著的大气增温异常与通常被猜测的地壳中某种地热过程无关.     

基于旋转交错网格伪谱法和L-S理论的热弹性介质波场模拟与特征分析

基于L-S热弹性理论,采用旋转交错网格伪谱法,实现了均匀各向同性介质的一阶速度-应力-温度微分方程组的数值求解和波场模拟.其中,用时间分裂法解决方程组的刚性问题,用旋转交错伪谱算子计算空间一阶导数,用中心伪谱算子计算空间二阶导数;对于热导率变化比较大的双层介质模型和参考温度随深度按梯度分布的模型,用Crank-Nicolson显式方法取代旋转交错网格伪谱法进行计算;讨论了热耦合波场性质和传播规律,对比了常规伪谱法、交错网格伪谱法和旋转交错网格伪谱法热耦合波场模拟效果.数值模拟结果表明:基于L-S热弹性理论,用时间分裂法结合旋转交错网格伪谱法对均匀各向同性介质的波场计算,能够得到稳定的、高精度的模拟结果,但是在热导率变化剧烈的情况下不能用大时间步长进行求解,而且在参考温度不均匀分布的情况下算法不稳定.本文在网格剖分方式与数值算法的优化组合应用方面进行了探索,为将这些方法推广到孔隙热弹性、热黏弹性和各向异性研究奠定了基础.     

弹性波阻抗反演在稠油热采地震监测中的应用

在稠油热采地震监测中,储层特性的变化主要是通过弹性波参数的变化才最终表现为地层速度和实际地震响应的变化.因此,在一定条件下,弹性波参数应当是储层特定变化最直接和灵敏的标志.本文详细叙述了弹性波阻抗反演的方法,并将其应用于稠油热采地震资料的反演和解释中,结果表明弹性波阻抗反演用于稠油热采地震监测是切实可行的.     

1998年广西环江M_S4.9地震前卫星热红外异常分析

收集了1998年2~5月广西环江MS4.9地震震区连续的NOAA/AVHRR卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取当地夜间时段的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前、后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:(1)在环江MS4.9地震发生前2个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右,震后温度逐步下降;(2)对地形地貌、季节性气候等非构造因子进行相关分析表明,环江MS4.9地震反映出反季节变化的震前构造"增温"信息;(3)异常升温由震中沿NW与NE向共轭断裂交叉发育,与此次环江地震NW向发震构造较为一致。充分考虑地形地貌、季节性气候等非构造因素对异常升温的影响,认为此次环江MS4.9地震前热红外升温可能为震前短临异常现象。     

基于波动方程的叠前地震反演

随着地震勘探和开发的不断深入,面向地质目标的精细储层预测技术变得越来越重要.由于透射损失、层间多次波、波模式转换以及随机噪声等的影响,观测地震数据和待反演的地下介质属性之间呈现出很强的非线性.考虑到这些非线性,本文基于积分波动方程开展叠前地震反演,从观测地震数据中恢复出介质属性和整体波场,其中反演参数是波动方程中的压缩系数、剪切柔度和密度的对比度,相比于常规线性AVO反演的波阻抗弹性参数,它们对流体指示有更强的敏感性.在反演过程中,从平滑的低频背景场出发,交替迭代求解数据方程和目标方程.采用乘性正则化方法于共轭梯度框架下求解反演参数,采用优化的散射级数Neumann序列获得整体波场,这种方法不易陷入局部极值,能收敛到正确解.测井资料和典型山前带模型测试表明,利用上述反演方法能获得高分辨率的深度域地下介质属性,可直接进行储层预测和解释.     

利用磷灰石裂变径迹资料反演热演化史的综合分析法

讨论了利用磷灰石裂变径迹资料反演热演化史的综合分析法．这一方法综合了Ｓｉｍｐｌｅｘ和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法的特点．初值选择采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＢｏｘ选择法，而反演迭代则应用Ｓｉｍｐｌｅｘ方法．由于应用了ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＢｏｘ，从而保证了初值在某一限定区域内的随机性选择，避免了目标函数陷入局部极值区而使反演失真的情况．在地质条件约束下，它可以成功地获得目标函数极小值或极小值邻域内的极值以及它们对应的热史的解．应用理论模型，验证了本方法的有效性和稳定性．在初值偏离真值较远（２０－５０℃偏差）的情况下，本方法也可以获得满意的解．以中国东部某凹陷井中实测磷灰石裂变径迹长度分布和退火年龄资料为实例，进行了热史的反演计算模拟，结果清楚地解释了样品所处地区的构造和沉降史．     

叠合盆地构造热演化模拟方法研究——以江汉盆地为例

基于地球动力学的构造-热演化方法是沉积盆地热史研究的重要方法之一.本文以江汉盆地宜随大剖面为例,采用平衡剖面方法对叠合盆地复杂、漫长的演化历史进行构造恢复,采用多期有限拉张-挤压应变速率法进行古热流反演,最后得到盆地的古地温场.由此,建立了构造恢复—盆地基底热流反演—岩石圈尺度温度结构—沉积盆地尺度温度结构的多期伸展、挤压模型的热模拟方法流程,实现了岩石圈尺度的热模拟与盆地尺度的热模拟相结合.     

2005年10月8日巴基斯坦7.8级地震热红外异常

收集了2005年巴基斯坦7.8级地震区Noaa17/AVHRR的2004-2005年的热红外遥感资料,并进行地表温度反演,得到了以震中为中心7°×7°范围的地表温度值。经热红外图像解译与构造关系对比分析,表明热红外解译图像与构造分布具有一致性。震源区地表温度时间序列显示:震前大约3个月内震源区存在明显的热红外异常。     

景谷6.6级地震前后MODIS卫星热红外信息分析

收集了2014年7月至2015年1月云南景谷MS6.6地震区连续的MODIS/Terra卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取观测质量最佳的北京时间凌晨4—6时的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前、后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂的关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:1)在景谷MS6.6地震发生前2个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定的对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右,震前7d异常增温幅度达到峰值,震后温度逐步降低,同时景谷MS5.8、MS5.9强余震发生前半月也存在一定程度的异常升温;2)与地形地貌、季节性气候等非构造因子的相关分析表明,景谷MS6.6地震反映出破年变的震前构造"增温"信息;3)异常升温由震中沿SN—NE向共轭断裂交叉发育,这与景谷MS6.6地震区域构造应力场水平最大主应力NNE-SSW向优势分布较为一致,充分考虑地形地貌、季节性气候等非构造因素对异常升温的影响,认为此次景谷MS6.6地震前热红外升温可能为震前短临异常现象。     

海洋CSEM的共中心点域快速反演

海洋可控源电磁法(CSEM)对海底高阻体的反映比较灵敏,可用于天然气水合物探测资料的定性解释和反演研究.海洋CSEM资料的共中心点(CMP)域转换方式,可在横向上较好地分辨高阻储层.本文提出在CMP域实现一维频率域海洋可控源电磁资料高斯-牛顿反演算法.鉴于一维反演是解释地球物理资料的基础,较于二维和三维反演方法有着更高的计算效率和更低的硬件要求,将二维模型的响应在CMP域单元内表达为一维模型的响应,进而运用一维高斯-牛顿反演解释二维海洋CSEM资料.模型数据试算表明,海洋CSEM的CMP域反演速度较快,能够实现二维CSEM资料的反演解释.     

于田7.3级地震前MODIS卫星热红外异常分析

收集了2014年1—2月新疆于田7.3级地震区连续的MODIS/Terra卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取观测质量最佳的北京时间凌晨4—6时的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂的关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候以及雨雪天气等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:1)在于田地震发生前1个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定的对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右;在临震前5~6d,增温异常达到峰值,震后温度迅速下降;2)与地形地貌、季节性气候以及雨雪天气等非构造因子的相关分析表明,震前反映出反季节变化的构造"增温"信息,雨雪天气对震区异常升温产生一定程度的影响;3)震中附近西南部的谷地、盆地断裂构造复杂,热红外异常增温起始于此,并沿断层逐步向震中迁移;4)异常升温区域呈条带状,与宏观考察的NE向主破裂带一致;充分考虑地形地貌、季节性气候、雨雪天气等非构造因素对异常升温的影响,认为此次热红外升温可能为震前短临异常现象。     

温度测井模型分析及在致密气水平井中的应用

温度和压力是水平井产出剖面测井必测的参数,然而利用温度资料进行水平井产出剖面测井解释,具有影响因素较多,多解性强的特点.本文根据热力学守恒定律,建立了温度测井计算模型,进行了压降幅度和热损失系数对温度的敏感性分析,研究了不同参数对热损失系数和温度测井的影响,为水平井温度测井资料解释奠定了理论基础.利用温度测井解释方法,...