RANSAC-PSO算法的抗差反演——以芦山地震为例

本文利用RANSAC-PSO算法研究在反演断层滑动参数时所用大地测量数据包含粗差的问题。在模拟实验中对理论观测值加入1%、5%、10%粗差,分别采用粒子群算法、选权迭代算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数。结果表明,当观测值中包含粗差率达10%时,PSO算法反演的滑动参数与理论值相差23.2 cm,选权迭代法反演的滑动参数与理论值相差26.2 cm,而RANSAC-PSO反演的滑动参数与理论值相差小于1 cm。芦山地震具有以逆冲为主兼具少量左旋走滑性质,采用芦山地震同震GPS位移数据分别以PSO算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数,RANSAC-PSO算法反演的走滑量为0.051 8 m,倾滑量为0.828 9 m,均大于PSO的反演结果;释放能量1.000 9×1019 N·m（MW6.63）,与GCMT 的1.060 0×1019 N·m更加吻合。分别用RANSAC-PSO算法与PSO算法反演的滑动参数计算地表水平位移,并与GPS观测进行对比,发现二者在计算距断层的远场点时,计算的水平位移基本一致;而在计算距断层的近场点时,RANSAC-PSO算法表现更为优秀,尤其体现在LS07点上,其计算值与GPS观测值完全重合。     

预优共轭梯度法及井资料约束的磁化强度成像

磁化强度成像反演方法可以得到地下介质的磁化强度分布,可以反演任意形状磁性体,比模型参数反演占优势。但因
为该方法计算量和存储量较大,分辨率低,“趋肤效应”严重,导致其应用受到限制。共轭梯度法迭代计算的基本单位是列向量,减
少了计算时间和存储空间。再将核矩阵作用于与单元体深度有关的预优矩阵,可以提高反演分辨率并减弱“趋肤效应”,并且对于
有钻孔的区域,进行井资料约束,克服了反演问题的多解性。该理论模型模拟及青海省尕林格矿区地面高精度磁测磁化强度成像
反演说明该方法具有良好的应用效果。      

基于磁导率的频率域航空电磁法双频反演方法

以往的频率域航空电磁法数据反演方法中,通常在模型中以真空磁导率代替介质磁导率,忽略了磁性层影响。但在高
磁性区域,这样做将会导致计算电阻率值偏高。针对这一问题,首先根据层状介质模型研究了考虑磁导率和电阻率因素条件下的
电磁场正演计算方法,并且分析了不同磁性介质对频率域电磁响应的影响规律。在此基础上,提出了磁导率和电阻率的双频反演
方法,电阻率是通过2个频率的虚分量之比计算得到的,计算结果更加可靠,提高了磁性区域视电阻率填图的精度。通过对模型
计算和实测数据进行反演计算,表明这种方法具有较高的反演精度,为强磁性区域航空电磁法视电阻率填图提了供一种行之有效
的反演方法。      

基于细化分层法探讨面波频散曲线反演参数的简化

常规频散曲线反演过程中需要不停地改变分层数、层厚度和层速度等参数,实现过程相对繁琐,而采用细化分层法对反演参数进行简化则避免了上述缺点。具体思路为:根据目的层探测深度(如20m)将地下介质分为若干个(20个)厚度为1m的薄层和1个均匀半空间层(共21层),这样在反演中分层数和层厚度均为已知参量,反演过程只需修改速度参数即可,避免了改变分层数和层厚度等参数,显著简化了反演计算过程。正演计算和反演结果均表明:细化分层与实际分层计算出的频散曲线是等效的,细化分层反演结果的总体效果与真实模型非常接近,这说明细化分层方法用于频散曲线反演是切实可行且有效的;将地下介质划分为1m厚的薄层,反演后每层均可得到1个横波速度,能满足反演分辨率的要求;由于实际地下介质的速度是随深度渐变的,细化分层后比按频散曲线拐点分层(每分层的厚度可能是几米或几十米,同一分层内介质的横波速度相等)更接近实际情况。     

重磁力联合反演在研究复杂盆地基底构造中的应用

本文采用重磁力联合反演方法,计算了民和盆地基底深度和视磁化强度。针对该盆地特点,设计了等效和非均质重力反演模型,在约束条件下分块反演得到准确可靠的基底深度;用基底深度和航磁异常反演基底视磁化强度,根据岩石磁化率参数,判定基底岩性横向分布。该方法不仅能提供盆地基底构造形态,而且能提供基底岩性信息。     

钻孔应变差应变耦合系数反演与有关机理的探讨

研究反演分量式钻孔应变差应变耦合系数的方法,采用考虑方位角校正和相位滞后影响两种计算模型,计算结果显示大多数测站采用两种方法反演的耦合系数均比较相近,相位滞后、方位角校正以及拟合残差的结果相对稳定;但是有部分测站的差应变相位滞后偏离较大,从而导致采用两种方法反演的耦合系数差异较大。结合测站周边的构造分布,对可能导致该现象的物理机制进行了探讨。     

光学遥感大气订正模型及其相关问题分析

首先说明了大气的影响作用和大气订正的必要性。接着总结了大气订正的基本问题:侧重分析了大气订正的模型和反演方法;还包括大气、气溶胶参数的反演;辐射传输软件用于大气订正函数的计算;邻近效应的处理;查找表的创建;大气订正的精度分析等。     

不同BDS星历反演大气可降水量精度分析

基于陕西地区3个GNSS观测站2018年1～6月数据,利用北斗卫星导航系统进行水汽反演。首先利用不同星历产品计算水汽结果,分别与利用IGF解算的水汽结果、探空数据探测结果进行比较;再将不同星历得到的水汽结果进行相互对比。结果表明,利用3种星历都能获得精度和可靠性较高的水汽结果,其中精密星历和快速星历反演水汽的精度相当,各测站偏差均优于1 mm,标准差和均方根误差均优于3.5 mm;利用超快速星历（预报部分）反演水汽在各测站的偏差约为1 mm,标准差和均方根误差均优于5 mm。综合3种产品反演水汽的对应精度可知,利用3种星历产品均可反演大气可降水量,且超快速星历（预报部分）计算的水汽值可为气象预报提供参考依据。     

利用向-位错组合模型研究龙门山断裂带的三维运动

提出描述断层滑动和转动的向-位错组合模型。利用实测的2008年汶川大地震GPS同震数据,基于向-位错组合模型,采用粒子群算法反演了主破裂带的三维滑动和转动,并将滑动结果与前人成果进行对比,最后由正演计算进一步验证反演结果的可靠性。理论分析和模型计算结果表明：1) 震源破裂的主要特征是逆冲兼右旋走滑;2) 龙门山断裂的滑动和转动有明显的分段性特征;3) 汶川地震的地震矩为7.069×1020 Nm,矩震级为7.899。向-位错组合模型反演结果与前人成果保持了很好的一致性。     

风云静止卫星双星立体观测云顶高度反演初步研究

推导出利用风云静止卫星双星视云坐标计算云下点坐标和云顶高度的理论算法,对静止双星865E/104.5E和86.5E/112E两种组合观测条件下视云位移分布特征以及视云位移与云高关系进行分析计算,在此基础上,提出一种可以实现全区域高精度立体云高反演的非线性视云位移云高反演模型。结果显示,观测数据空间分辨率0.01°条件下,两种双星组合云高分辨率平均值分别为1.28 km和0.93 km,表明86.5E/112E组合反演精度优于86.5E/104.5E组合。最后,利用FY2D和FY2F双星数据在西北太平洋进行立体云高反演实验,并将反演结果与Cloudsat卫星微波雷达云高测量数据进行对比分析。     

基于GNSS及探空仪数据的大气折射指数反演新方法

提出一种综合GNSS及探空仪数据的对流层折射指数剖面反演模型新方法,利用GNSS观测数据直接采用参数估计计算测站高精度ZTD（zenith troposphere delay）值,结合探空数据构建测站上空折射指数分层剖面反演模型。通过BJFS（北京站）、WUHN（武汉站）、WIND（Windhoek站）和DARW（Darwin站）的实测数据进行相应计算与验证。结果表明,该反演模型与基于探空数据的反演模型精度相当,二者均优于Hopfield模型。同时该方法计算简便,且在模型建立后可以大大减少探空仪观测。     

激发极化测深数据反演方法及应用

在电阻率反演基础上,研究和分析了3种不同的极化率反演方法,即:线性反演方法、精确形式反演方法和非线性反演方法;通过一系列理论模型的对比,分析了这3种反演方法的反演效果。电阻率的反演是基于最小二乘原理建立的反演目标函数,并在反演方程中加入了大地电磁Occam反演方法的光滑度矩阵,提高了反演的稳定性;理论模型对比表明,线性和非线性2种反演方法是比较实用的,将这2种反演方法应用于新疆托里某铜矿的对称四极激电测深的数据处理中,取得了较好的应用效果。      

基于GPT2w模型化加权平均温度反演可降水量

提出一种基于GPT2w模型化加权平均温度反演大气可降水量的方法,并分析附加系统偏差改正的模型化加权平均温度对可降水量的影响。结果表明,基于GPT2w模型化加权平均温度反演的大气可降水量的精度与基于Bevis公式计算的加权平均温度反演的大气可降水量的精度相当;对GPT2w模型化加权平均温度进行系统偏差改正后,大气可降水量的精度有一定改善,但改善率不到1%。     

基于Landsat TM6的林区温度反演研究

主要研究利用Landsat TM6热红外波段遥感数据定量反演林地温度的方法与可行性.首先计算了研究区的比值植被指数(RVI),然后利用单窗算法开展林地温度反演,建立起了林地温度与比值植被指数之间的相关关系.研究结果表明:利用单窗算法反演的林地温度精度较高;林地温度与比值植被指数(RVI)之间存在着密切的负相关关系,林地温度与林冠变化之间关系十分密切.     

镇泾油田致密砂岩钻井泥浆侵入正、反演计算

钻井泥浆侵入到地层中会影响储层的饱和度和地层电阻率,通过油、水两相渗流模型和混合流体模型正演出泥浆侵入
后的地层饱和度和电阻率分布,反演过程对阵列感应采用最优化方法来完成,并对混合流体正演模型和反演模型进行了修正,修
正后的模型计算结果更准确。镇泾油田致密砂岩泥浆侵入深度和电阻率的正、反演计算结果表明,泥浆的侵入深度与钻井泥浆滤
失量、地层孔隙度和持水率有关,泥浆侵入深度的复杂性与地层孔隙结构的复杂性是一致的。      

基于序列二次规划方法的高密度电阻率反演

针对高密度电阻率成像法反演计算中存在的困难，探讨了基于序列二次规划（SQP）方法建立可行的电阻率反演算法的问题。在对三维点电源二维地电体电位场模型有限元法正演计算的基础上．建立了基于SQP方法的高密度电阻率成像法反演算法。根据勘测中测量电极间距的不同，提出按不同的电极间距分别建立优化模型进行参数优化。通过对模拟电阻率模型和实际观测资料的反演计算．表明该算法进行高密度电阻率反演是可行的，其具有对初始模型无特殊要求、收敛速度快的特点。这一反演算法可望在高密度电阻率成像的反演计算中得到应用。     

中国西南地区GPS大气水汽转换系数模型精化研究

利用中国西南地区19个探空站2011～2014年数据,通过积分法计算大气水汽转换系数K。采用2011～2013年的K值对Emardson模型进行精化,分别构建西南地区不顾及和顾及高程因子的K值模型Emardson-I和Emardson-H。利用2014年积分计算的K值检验这两种模型的预报精度,结果表明:1)相对于Emardson-I模型,Emardson-H模型表现出更高的K值预报精度和更好的适应性;2)在高海拔地区,Emardson-H模型预报精度明显优于Emardson-I模型,表明高程因子是影响高海拔地区K值计算的重要因素。将两种新模型用于拉萨站GPS大气水汽反演,Emardson-H模型表现出更优的反演精度,两种模型的反演精度均优于2 mm。     

RSIN-网格支持下的遥感信息服务平台及其应用

作为一种具有广泛应用前景的高性能计算技术,网格计算将在遥感信息领域起着重要作用。本文介绍了遥感信息网格服务节点(RSIN)的体系结构,以及在RSIN平台上构建遥感反演应用的方法和关键技术。最后以一个中国陆地遥感气溶胶定量反演实例的形式进行了实验。结果表明在网格技术的支持下,在RISN平台上可以实现大范围海量卫星遥感数据的近实时反演。     

近地层大气折光系数的新反演法

以近地层大气垂直折光系数的传统反演方法和理论计算模型为基础,提出了一种可以直接利用对向EDM三角高程测量结果计算往测与返测折光系数的新反演方法。运用该方法时,不需要增加外业工作量,只需通过联合求解传统反演式和理论计算式,便可求得相对可靠的折光系数值,从而有效提高EDM三角高程测量的精度。     

一种附加尺度因子的电离层层析新方法

用乘法代数重构方法反演电离层电子密度时,没有GPS测量射线穿过的电离层网格的反演精度依赖于迭代初值。就此,提出一种改进的代数重构算法--附加尺度因子的代数重构算法（Scaling-ART）。将实测STEC与迭代中当前电子密度计算的STEC的比值作为基本尺度,依据电子密度的空间相关性和网格中心到观测射线的距离,对没有信号穿过的网格也计算出对应尺度进行调整,使其向真值逐渐逼近,提高反演精度。实验证实,改进的新算法相比于原有的乘法代数重构算法能够取得更好的反演精度。