基于贝叶斯反演的叠前数据同时插值和保幅去噪方法研究

近年来,地震勘探逐渐面向深层、复杂构造和岩性油气藏,与此同时,对地震资料处理也提出了更高的标准和要求.保幅降噪是地震资料处理中的重要环节.叠前地震资料的品质直接影响后续反演结果的精度,但道编辑后的实际数据除信噪比较低之外还存在缺道等现象,常规的保幅去噪方法无法同时进行道插值.本文基于贝叶斯反演框架提出了一种能够同时进行道插值的叠前地震资料保幅去噪方法.该方法充分考虑了现有方法的局限性,利用插值算子对缺失地震道进行插值处理,同时基于地震振幅随角度变化的连续性在差分域采用贝叶斯框架引入了先验约束,能够在保幅去噪的同时,进行道插值,极大改善了叠前地震资料的品质.合成和野外的例子均验证了该方法的有效性.     

GRACE月时变模型缺失值的填补方法与精度分析

长时间序列的GRACE时变重力场对研究全球地表质量变化具有重要的意义.部分月份的GRACE卫星观测数据质量不佳导致了相应月份的时变重力场模型缺失,为了保持时变重力场模型的连续性,可采用一定的插值方法填补.本文以ITSG-Grace2016时变重力场模型序列为研究对象,详细分析了三次样条插值、三次埃尔米特插值和三次多项式插值等3种方法用于填补GRACE时变模型序列的精度,实验结果表明:(1)利用3种插值方法获取空缺1个月或连续空缺2个月的时变重力场模型时,插值时变模型与实测时变模型比较,阶误差均较小,且三次埃尔米特插值的精度稍好;(2)利用插值时变模型分析区域质量变化时,在空缺1个月数据的情况下,插值时变模型与实测时变模型符合度较高,但在连续空缺2个月数据的情况下,插值时变模型与实测时变模型的计算结果差异较大,说明利用阶误差评定模型精度具有一定局限性;(3)对区域质量变化的趋势项进行分析时,区域质量变化的复杂程度决定了模型内插的精度,当时间序列的长度在3年或3年以上时,插值时变模型的精度对区域质量变化分析的影响较小.在分析区域质量变化时,三次样条插值方法的插值结果与实测结果更为接近,建议采用该方法填补GRACE月时变重力场模型的缺失值.     

基于互联网信息快速估计汶川地震有感范围

通过搜索和分析互联网上有关汶川地震的信息得出,汶川地震后3h为有感信息密集发布时段,信息总量为4 515条。分析信息的发布时间、地域和有感强度分布特征,对信息按照无感、有感和强有感进行分类,提取分布于199个地区的2 289条有感信息作为数据源进行有感范围的空间插值拟合处理。空间插值选用反距离权插值、径向基函数插值和克里格插值3种方法,通过对不同插值结果的比较分析发现,克里格插值方法在一定的插值模型和参数下对有感范围的拟合效果与汶川地震实际影响范围基本吻合,尤其是强有感范围基本反映了地震灾区范围。该项研究为震后快速获取地震有感范围提供了有效途径,同时也为地震灾害速判提供了动态修正依据,为地震应急提供第一时间的灾情信息。     

分形插值地震数据重建方法研究

对分形插值方法作了较详细的探讨,给出了分形插值函数的显式表达方式,同时给出了垂直比例因子的局部显式表达式,旨在提高地震道插值重建的精度及突出局部信息,并从单道地震图的角度分析其在地震道插值重建中的应用效果.利用该方法对理论模型和济阳坳陷实际地震台站资料进行了重建处理,结果表明,分形插值重建的地震道是原始地震道的良好近似,缺失道的振幅和相位都得到了很好的恢复.该法克服了随机分形插值方法必须进行多步迭代的弱点,提高了计算效率.通过对单道地震图插值重建结果的分析,说明了本文分形插值方法具有较高的精度和较高的效率,有深入研究的潜力.本文提出的显式分形插值方法既能够突出地震道数据的局部信息,又较好地保持了地震道数据的总体变化趋势.     

拟合检验计算中固体潮理论值的一阶微商值最优计算方法讨论

本文综合介绍了固体潮理论值的一阶微商值的四种计算方法:分波法、一阶差分法、天顶距微分法和插值微分法。文中给出了各种方法对微商值及其拟合检验的对比计算结果,讨论了一阶差分法的差分间隔和插值微分法的插值间隔。结果表明,在固体潮资料的拟合检验计算中,固体潮理论值的一阶微商的最优计算方法是天顶距微分法和插值微分法,差分法中,△T的取值不宜小于1秒。     

基于显式垂直比例因子的显式分形插值地震数据重建

在前人工作的基础上对分形插值方法作了详细的探讨,给出了分形插值函数的显式表达方式.在量纲分析的基础上给出了垂直比例因子的局部显式表达式,旨在提高地震道插值重建的精度及突出局部信息,并从单道地震图的角度分析其在地震道插值重建中的应用效果.研究了垂直比例因子的变化对分形插值精度的影响.数值实验表明,随着垂直比例因子的增大,分形垂直的误差逐渐增大,二者之间呈显出指数增长的趋势.该法克服了随机分形插值方法必须进行多步迭代的弱点,提高了计算效率.通过对理论地震道插值重建的分析,说明了本文分形插值方法的高精度和高效率.本文提出的显式分形插值方法既能够突出地震道数据的局部信息,又较好地保持了地震道数据的总体变化趋势.     

断层图象层厚减薄的图象处理方法

本文全面讨论了断层图象层厚减薄的数字图象处理方法－断层间插值技术，详细介绍了现有的灰度插值和形状插值的思路、功能、实现步骤和优缺点。提出了深入研究的目标。     

基于F-K偏移和反偏移的地震道插值方法研究

野外采集的地震数据经常存在空道或者坏道的情况,为了满足地震数据处理精度的要求,就必须首先进行插值.本文提出了一种新的地震数据插值方法：F-K偏移和反偏移插值法,该方法是通过F-K偏移和反偏移的串联使用来实现的.与其他的插值方法相比,这种插值方法的优点在于计算速度快,没有经过近似处理,精度高.F-K偏移/反偏移能够实现道插值的原理和Kirchhoff偏移/反偏移插值方法类似,也是由于数据是有限带宽的原因引起的.通过对模型的试算,可以看到F-K偏移和反偏移插值方法有着比较好的插值效果,是一种高效、准确、可行的方法.     

基于一种改进凸集投影方法的地震数据同时插值和去噪

基于稀疏反演的地震插值方法是一种重要的插值方法,然而大多数这类方法只针对无噪声数据或者高信噪比数据插值.实际上,地震数据含有各种噪声,使得插值问题变得更加困难.凸集投影方法是一种高效的插值算法,但是对于含噪声数据的插值效果不理想,针对含噪声数据提出的加权凸集投影方法能够实现同时插值和去噪,但是除了最小阈值需要认真选取外,增加一个权重因子来实现去噪功能.本文由迭代阈值算法推导出加权凸集投影方法,证明其是解无约束优化问题的一种方法,加权因子可以看作拟合误差项的系数.本文还提出了一种改进的凸集投影方法,与原始凸集投影方法相比该方法不需要增加任何计算量,只要通过阈值的选择来进行插值和去噪.数值模拟证明了该算法的计算效率,并且对含噪声数据能够实现较好的插值效果;先插值后去噪的结果证明了同时去噪和插值算法的可靠性和稳定性.     

分形插值对共炮集记录叠前逆时偏移的影响

利用分形插值方法对稀疏采样的地震记录进行了插值加密处理,并对原始记录和分形插值重建记录进行了叠前逆时偏移处理．数值实验表明,分形插值重建的地震图是原始地震图的良好近似,而分形插值叠前偏移剖面是原始记录偏移剖面的良好近似,二者的分辨率几乎一样．利用分形插值重建技术可以在节约经济成本的情况下,得到地下结构的高精度成像结果．      

页岩气勘探中的地球物理方法综述及展望

地球物理方法是页岩气勘探中最有效、最准确的预测方法之一.在调研国内外利用地球物理方法勘探页岩气研究成果的基础上,分析总结了页岩气勘探中最有效的地震和测井法对页岩气的响应特征,讨论了常规油气勘探中已获得成功的电磁法、重磁勘探以及综合地球物理方法在页岩气勘探中的应用;对我国页岩气勘探技术的发展进行了展望,为我国页岩气勘探与开发提供参考.     

A Review Of Environmental Applications Of Quasi-Stationary Electromagnetic Techniques

Electromagnetic (EM) techniques are the most commonly used geophysical methods in mineral exploration. However, the use of EM measurements for environmental and engineering applications like the detection of contaminant plumes or the exploration of waste sites is relatively new.The reason for the success of the application of EM methods to environmental problems lies in the variation of conductivity caused by different geometry of pore fluids and clay contents in rocks, and by the presence of organic and inorganic contaminants.Many EM methods/instruments used for mapping near surface geology exist and nowadays they play a central role in environmental geophysics. In general, these methods can be classified in two blocks: EM methods using a plane wave source of excitation and EM methods using a controlled source like a magnetic dipole or a loop source. The Very Low Frequency (VLF, VLF-R) and Radiomagnetotelluric (RMT) methods are chosen as representative methods for plane wave techniques, while horizontal loop EM methods operating in low induction numbers (EM31, EM34) and Transient Electromagnetic methods (TEM) are chosen as representatives of magnetic dipole or loop source techniques. Basic principles, advantages and disadvantages of each technique as well as their connection to specific environmental problems will be discussed.Different successful applications of these methods are reported in the literature. However, this review will focus on three major subjects: waste site exploration, detection of contaminated earth layers, and groundwater exploration. Case histories are presented illustrating the suitability of EM methods for solving such problems.     

SELECTION OF SUITABLE METHODS FOR TERRAIN MODELLING FOR RIVER ENGINEERING

LINTRODUCTIONTerrainmodellingisatermtodescribetheprocessofrepresentingthesurfaceoftheEarth.Mathemahcally,theproblemcanbedescribedas;Givenasetofn(3sn相似文献   

水中亚硝酸根检测标准方法比较及其研究进展

对水中亚硝酸根检测的标准方法进行了比较,从方法原理、适用水质、检测范围、检出限、干扰因素、精密度和准确度等方面总结了各方法的特点,综述了最近三年亚硝酸根测定方法的研究进展。     

Application of soft-computing techniques in forecasting sediment load and concentration

ABSTRACT

This paper investigates conventional and soft-computing methods for the estimation of suspended sediment concentration (SSC) and load (SSL) in rivers. Frequently used methods of sediment rate curve (SRC) and multi-nonlinear regression, and soft-computing methods of multi-layer perceptron, multi-linear regression and adaptive neuro-fuzzy inference system are implemented using various hydrological and hydraulic parameters for the Little Kickapoo Creek Watershed, Illinois, USA. All methods performed equally well in the estimation of SSL, without any noticeable outperformance from any from the methods. However, the application of soft-computing methods decreased SSC estimation errors considerably as compared to the results of SRC. The results are significant in the way they reconcile traditionally used hydrological parameters into the soft-computing methods. Overall, soft-computing methods are recommended for the estimation of SSC in rivers because of their reasonably better performance and ease of implementation.     

非线性反演方法的新进展

线性方法在许多具体反演问题中遇到困难的情况下，人们提出了非线性方法，同时，计算技术的发展为非线性方法的应用提供了基础。最近几年，人们对非线性方法又进行了改进和发展，例如：Vasco(1993)提出了集合推论的思想；Sambridge(1995)基于Voronoi单元的思想，提出了自然相邻对不规则数据参数化和插值的方法，相邻算法正是基于以上思想和理论，以及其他非线性方法的实践而提出的一种新的非线性反演方法。     

基于相关分析的飞行器地磁匹配算法仿真研究

匹配算法是进行飞行器地磁辅助制导研究的重要内容之一.通过理论分析和借鉴地形匹配算法,采用了基于相关分析的地磁匹配算法,并介绍了几种常用的相关分析方法.分析了飞行器地磁匹配制导过程中可能的噪声来源,确定了主要噪声的模型.以测量数据作为基准图,以测量数据叠加各种噪声模拟实时图,对各种相关分析方法进行了匹配仿真.根据仿真结果,讨论了各种相关分析方法对不同噪声的敏感程度、匹配长度变化对各种相关分析方法的影响以及各种相关分析方法对飞行器地磁匹配制导的适用性,为相关分析方法的选择和对匹配算法进行更深入的研究奠定了一定基础.     

土石坝地震稳定性分析方法简介

土石坝地震稳定性分析方法是随着科技的进步，特别是计算机技术的快速发展以及对大量土石坝震害现象进行调查研究的不断深入而发展起来的。本文详细介绍了几种典型分析方法的原理、步骤以及优缺点，并对这些分析方法进行了评述，最后总结了近年来土石坝地层稳定性分析方法发展概况，指出了今后的发展趋势。     

Lax-Wendroff and Nyström methods for seismic modelling

Lax-Wendroff and Nyström methods are numerical algorithms of temporal approximations for solving differential equations. These methods provide efficient algorithms for high-accuracy seismic modeling. In the context of spatial pseudospectral discretizations, I explore these two kinds of methods in a comparative way. Their stability and dispersion relation are discussed in detail. Comparison between the fourth-order Lax-Wendroff method and a fourth-order Nyström method shows that the Nyström method has smaller stability limit but has a better dispersion relation, which is closer to the sixth-order Lax-Wendroff method. The structure-preserving property of these methods is also revealed. The Lax-Wendroff methods are a second-order symplectic algorithm, which is independent of the order of the methods. This result is useful for understanding the error growth of Lax-Wendroff methods. Numerical experiments based on the scalar wave equation are performed to test the presented schemes and demonstrate the advantages of the symplectic methods over the nonsymplectic ones.     

Adaptive split-operator methods for modeling transport phenomena in porous medium systems

Split-operator methods are commonly used to approximate environmental models. These methods facilitate the tailoring of different approximation approaches to different portions of the differential operator and provide a means to split large coupled problems into pieces that are more amenable to parallel computation than the original fully-coupled problem. However, split-operator methods introduce an additional source of approximation error into the solution, which is typically either ignored or controlled heuristically. In this work, we develop two methods to estimate and control the error in split-operator methods, which lead to a dynamic adjustment of the temporal splitting step based upon the error estimators. The proposed methods are shown to yield robust solutions that provide the desired control of error. In addition, for a typical nonlinear reaction problem, the new methods are shown to reduce the solution error by more than two orders of magnitude compared to standard methods for an identical level of computational effort. The algorithms introduced and evaluated have widespread applicability in environmental modeling.