基于质心频移的无线电波透视层析成像

介绍了质心频移的基本理论,在频域内对信号质心频移进行了数值模拟,数值模拟表明,接收信号的质心频率向零点发生了明显的漂移,验证了质心频移理论的正确性.对正方形异常体模型进行了频谱分析,可以看出穿过异常体的信号的振幅发生了明显的变化.根据正演模拟得到的数据,利用质心频移法对模型进行了层析成像,成像结果基本反映了异常体在模型中的位置,验证了质心频移法探测工作面异常体的有效性和可行性.     

正则化方法在无线电波层析中的应用

无线电波透视法是常用的工作面地质构造探测方法之一,目前普遍使用的SIRT方法层析分辨率不高。本文采用约束正则化方法,推导Tikhonov正则化和全变差正则化的最小化问题表达式,讨论影响层析结果的主要因素,对典型理论模型进行了层析成像实验。结果表明:正则化方法具有比SIRT方法更好的分辨率;射线条数越多、噪声水平越低,层析分辨率越高;Tikhonov正则化在正则参数增大时层析结果更光滑,减小时则更贴近异常,全变差正则化与其相反。最后对实际坑透数据进行层析,识别出的异常构造基本吻合已知疑似构造位置,从而说明正则化方法在无线电波透视应用中的可行性。     

采煤工作面无线电波探测技术研究进展

无线电波探测为一种非接触式物探方法,目前已普遍应用于采煤工作面地质异常探查.本文统计和分析了大量无线电波国内外文献资料,总结了采煤工作面无线电波探测技术的理论和应用进展.具体而言：在无线电波探测仪器方面,实现了从单一频率到多频的进步;在观测系统方面,进行了从双巷探测系统(“一发一收”、“一发多收”)到单巷探测系统(反射同巷无线电波勘探、孔-巷无线电波透视勘探)的创新;在成像算法方面,完成了从层析成像经典算法ART、SIRT到SGA、AMPGA等智能计算的跨越.本文结合采煤工作面内探查条件,介绍了无线电波技术在煤炭智能化精准开采背景的应用现状,归纳了采煤工作面中断层、陷落柱和瓦斯富集区等地质异常的无线电波响应特征.基于文献资料及探测实践,本文总结了当前采煤工作面无线电波探测技术所存在的问题,并提出未来矿井无线电波勘探技术将朝着多频率、多参数和透-反射一体化勘探的趋势发展.     

一种改进的电离层层析成像算法

针对电离层层析成像算法中确定相位积分常数以及合理选择迭代初值等关键问题,本文提出一种联合使用差分多普勒相位和差分多普勒频率数据的新算法,将相位积分常数的计算以及迭代初值的确定与图像的重建过程统一起来．该算法克服了单独计算相位积分常数的困难,初值的选择也较为合理,数值模拟反演与对实测数据反演的结果证明,本文提出的算法对电离层ＣＴ重建更为合理有效．     

尘埃等离子体微波衰减常数的理论分析

将固体火箭喷焰看作弱电离尘埃等离子体,在统计理论框架下,通过求解含碰撞项的Blotzmann方程和Shukla方程,给出了弱电离尘埃等离子体复电导率和衰减常数计算公式,提出了充电响应因子的概念.将固体火箭喷焰的有关参数代入计算表明,衰减常数同时受电子和尘埃粒子浓度以及尘埃粒子半径的影响.理论的分析与实验所观测到的现象一致.     

一种改进的电离层层析成像算法

针对电离层层析成像算法中确定相位积分常数以及合理选择迭代初值等关键问题,本文提出一种联合使用差分多普勒相位和差分多普勒频率数据的新算法,将相位积分常数的计算以及迭代初值的确定与图像的重建过程统一起来．该算法克服了单独计算相位积分常数的困难,初值的选择也较为合理,数值模拟反演与对实测数据反演的结果证明,本文提出的算法对电离层ＣＴ重建更为合理有效．     

一种用于走时层析成像的改进算法

走时层析成像是根据首波走时重建声波、地震波或电磁波波速的层析技术，其所用到的射线路径依赖于波速分布。本文提出了一个依据费马原理寻找射线路径的新方法。费马原理指出，从发射点到接点的射线首波的走时极小，因此寻找射线路径的问题是一个最优化问题。     

新疆地区环境噪声层析成像研究

本文利用北京大学宽频带流动地震台阵和新疆地震监测台网12个月连续地震记录数据,采用环境噪声层析成像方法获得了新疆地区的周期从10~35 s范围内的瑞利面波相速度异常分布图像.研究结果与地表地质构造相一致,新疆地区的天山、两盆大地构造与瑞利面波相速度异常有较好的对应关系.短周期10~20 s的图像显示两个盆地内都呈现低速异常,对应盆地较厚的沉积层.中长周期25~35 s的层析成像结果显示东西天山地区存在明显异常差异.本文获得的新疆地区地壳和上地幔相速度结果,也为进一步结合传统天然地震面波成像方法,最终获得新疆地区的三维剪切波速度结构奠定基础.     

基于边界积分方程的2维电阻率层析成像

提出了一种新的二维电阻率层析成像方案。与国内外已有成像方法相比,该方法无需计算雅可比矩阵,不必要作线性化近似,这不仅节省了计算时间,而且使成像迭代过程,稳定,可以对实际上广泛存在的大一对比度介质获得满意的成像效果,因而大大提高了电阻率层析成像技术的这用性。中给出的数值模拟结果显示了该方法的有效性。     

地震层析成像研究方法综述

国际上对地震层析成像的研究始于上世纪70年代末,经过30多年的发展,地震层析成像方法逐渐成熟,并越来越广泛地被运用到地球物理各个领域中.以地震层析成像方法的发展作为主线,主要介绍了地震层析成像方法和所用地震数据的发展.     

基于保幅拉东变换的多次波衰减

为在去除多次波时有效保护地震一次反射波数据的AVO现象,给后续反演、解释提供准确的地震数据,本文提出了一种基于保幅拉东变换的多次波衰减方法,该方法是对常规抛物拉东变换的修改,把常规的稀疏拉东变换在拉东域分成两部分：一部分用于模拟零偏移距处的反射波能量,增加的另一部分用于模拟反射波振幅的AVO特性.该方法不仅考虑了反射波同相轴的形状,还考虑了反射波同相轴振幅幅度的变化,从而可把反射波信息进行有效转换,进而有利于多次波的消除,更好地恢复有效波的能量.在把地震数据由时间域转换到拉东域时,本文采用了IRLS算法实现保幅拉东算子的反演.模型数据和实际地震道集的试算分析表明,与常规拉东变换相比,保幅拉东变换在去除多次波的同时可有效保护一次反射波的AVO现象.     

The updated crustal attenuation in North China using M_L amplitude tomography

We have updated the lateral variations of the quality factor Q0(Q at 1 Hz) beneath the crust of North China using ML amplitude tomography with near three times data.The data were selected from the Annual Bulletin of Chinese Earthquakes(ABCE) in 1985-2009,including 26 283 ML amplitude readings from 4 204 events recorded by 38 stations.The result is similar with previous research but has higher resolution.Estimated Q0 values are consistent with tectonic and topographic structure in North China.Q0 is low in the active tectonic regions having many faults,such as Bohai bay,North China basin,the Shanxi and Yinchuan grabens,while it is high in the stable Ordos craton.Q0 values are low in several topographically low-lying areas,such as the North China,Taikang-Hefei,and Subei-Huanghai Sea basins,whereas it is high in mountainous and uplift regions exhibiting surface expressions of crystalline basement rocks:the Yinshan,Yanshan,Taihang,Qinling and Dabie mountains,Luxi and Jiaoliao uplifts.Quality factor estimates are also consistent with Pn and Sn velocity patterns.High velocity values in general correspond with high Q0 and vice versa.This coincides with a common temperature influence in the crust and uppermost mantle.     

改进的伴随状态法初至波走时层析成像方法

目前,有关伴随状态法初至波走时层析成像方法的文献,基本上都是基于面积分来定义目标函数,由此得到的伴随方程也都依赖于地表的法向量.这样,一方面会因为伴随变量计算的不准确而造成梯度的不合理,另一方面也无法合理地处理井中观测问题.本文从理论或数值试验角度指出了这些问题,并提出了不依赖地表法向量的改进的伴随状态法走时层析成像方法.主要改进包括：(1)采用体积分定义目标函数,避免了传统方法不能较好处理井中观测数据的缺陷,可以适应任意地表或井中观测系统.(2)采用摄动法得到了新的伴随方程,克服了传统方法中伴随场计算需要依赖于地表法向量的缺陷,使得检波点处的走时残差可以正确地反传播至地下,进而得到更加合理的速度修正方向,提高了速度反演的精度.

     

基于改进的广义S变换的低频吸收衰减梯度检测

本文利用一种改进的广义S变换对地震波进行时频分解,求取地震波低频段时频谱的吸收衰减梯度,并与利用传统的广义S变换得到的高频段及低频段的吸收衰减梯度进行对比,以期更好地指示油气.理论推导、数值模拟及实际应用结果表明:基于改进的广义S变换的低频吸收衰减梯度可与传统的广义S变换得到的高频吸收衰减梯度相互佐证,更好指示油气.     

基于改进的散射积分算法的初至波走时层析

初至波走时层析是获取近地表速度结构的一种常用方法.随着采集技术的不断发展,可使用的数据量迅速增多,传统的基于射线追踪和解方程组的地震走时层析成像方法面临着内存占用大、方程求解不稳定等问题.为了解决这些问题,本文基于前人在波形反演研究中提出的一种改进的散射积分算法,提出了一种预条件最速下降法初至波走时层析.该方法无需存储核函数矩阵与Hessian矩阵即可方便地实现目标函数梯度的计算与预条件,且该方法计算效率高、求解稳定、易于并行.数值实验结果表明,该方法可以获得与传统方法精度相当的反演结果,但所占用的内存大幅减小.     

基于匹配滤波的多次波压制方法研究

常规滤波方法对浅海多次波压制不能取得理想效果.通过改变模型表面边界条件,求解波动方程实现多情景地震数值模拟.利用自由边界条件模拟时获得含海平面强反射多次波地震记录,而利用吸收边界条件时得到理想条件下无多次波地震记录.对比分析多次波对有效地震信号的影响得到海平面强反射多次波改变了有效地震信号的振幅、频率和相位.利用归一化方法计算得到压制多次波滤波器算子,并作用于含海平面强反射多次波地震记录.叠加地震剖面对比分析表明,归一化滤波器算子较好的压制了地震记录中的多次波,提高地震资料分辨率.最后,根据多次波产生条件,给出了利用实际区域简化地质模型的地震数值模拟结果计算归一化滤波器算子的方法,从而利用该方法压制实际地震数据中多次波.     

基于褶积原理和改进广义S变换的震动波衰减补偿试验研究

为了恢复震动波能量在传播过程中产生的衰减损耗,提出基于褶积原理求取品质因子Q的方法与改进广义S变换相结合的反Q滤波法。通过震动波衰减补偿模型试验,对试验数据进行改进广义S变换的时频特性分析,得出了信号的能量分布情况以及时间频率对应关系;采用基于褶积原理求取品质因子的方法,得到时变Q值;对试验数据进行反Q滤波处理,使震动波能量得到了补偿。结果表明本文提出的反Q滤波法提高了对震动波能量衰减补偿的效果,拓宽了地震资料的频带,提高了地震资料分辨率,有利于进行高分辨率地震勘探、深部信号增强和油气藏预测工作的开展。     

基于形变仪器同震形变波衰减规律的研究

研究采用2020年1—12月陕西省内乾陵台、西安台、安康台、宁陕台VP型垂直摆倾斜仪观测数据,通过对4个台站观测数据的固体潮记录、数据连续性、观测精度、相关性和同震响应特征等方面的对比分析,得出这4个台站观测资料的优劣,给出综合评价。