利用联合反演技术进行反射地震的波速成象

本文介绍了根据反射地震数据进行波速成象的一种方法,其基础为多种反演技术的综合。由于要求的波速图象C（x,z）具有间断性,除利用走时数据T（x,t）外,在地层比较水平的情况下,还利用了均方根速度V（x,t）和统计子波W（t）的数据来成象。计算机层析成象过程分为三步:首先重做速度分析,取得与初次反射走时一致的均方根速度数据;然后用反射走时与均方根速度联合反演对应分析道的层速度和界面深度;最后由联合反演结果和反射面走时求波速图象函数的数字化版。文中还给出了波速成象方法在我国西北某沉积盆地上的应用及验证结果。     

广义付里叶变换及其在磁共振成像中的应用

许多共振成像（ＭＲＩ）的应用,要求人体组织磁化强度的空间分布Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的幅度和相位的精确分离,及利用正交双通道采集时间和空间高分辨图象序列。在传统的基于Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的成象方法中,图象序列从一帧空间编码独立地重建得到,因此给定空间分辨率的情况下,每帧空间编码的数量限制了图象序列的时间分辨力;又常通过牺牲空间分辨率来提高图象序列的空间分辨录。由于传统Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的核函数是线性相位,若变换ＭＲＩ技术必须很好地满足主磁场均匀性和梯度场线性的条件,因此传统Ｆｏｕｒｉｅｒ变换成象方法对临床应用中常出现ＭＲ信号相位失真极为敏感。本文提出：利用主磁场中组织的磁化强度不变,能很好消除图象的相位失真。     

小波分析在电磁数字化资料分析处理中的应用

基于小波变换理论,分析了数字信号f(x)近似地表示为近似部分ak^jf(x)与分解(或细节)部分dk^jf(x)的理论,建立了数字化资料的干扰识别与消除、高频信息与低频信息提取的分析方法。本给出了小波分析方法应用于电磁数字化前兆的实例,说明小波变换可作为电磁数字化资料分析处理的一种有效方法。     

利用首波重建基底速度图象

地震层析技术(Seismic Tomography)正在作为一种新技术引入到地震学的研究中,但由于地学中存在着非完全投影和模型参数间的耦合,使得该技术的应用受到了限制。本文讨论了用首波走时资料作为投影数据,重建基底或莫霍界面的速度图象的方法,同时亦可利用该方法对震源深度做进一步的修正。计算中采用了代数重建法,并就改善ART和SIRT这两种算法的稳定性及收敛速度,提出了较合理的权因子。通过数值模拟还对分辨和方差的影响进行了分析。 利用海南岛人工爆破地震Ⅰ、Ⅱ测线非纵剖面的P_8波走时资料,初步得到了该区基底面的速度图象。结果表明,基底的低速区分布与地表的两条断裂带吻合得较好,说明北东向的春江-中和断裂与干冲-木裳断裂穿过了基底。断裂带内的分段特征也在图象中有所表现     

平面Radon变换的反演公式

本文借助球面平均法和Ｈｉｌｂｅｒｔ空间算子理论,给出了平面上Ｒａｄｏｎ变换的反演公式,此公式是具体的、构造性的,便于数值计算,或者进一步探讨重建图象的性质。     

多尺度τ-p谱及其应用

把小波变换与τ-ｐ变换有机地结合起来,本文提出了多尺度τ-ｐ谱的概念,给出了基于多尺度τ-ｐ谱作滤波处理和波场分离的方法．与通常的τ-ｐ变换相比,该方法将x－t域的地震记录变换到（τ,p,a）或（τ,p,f）空间（即多尺度τ-ｐ谱）．多尺度τ-ｐ谱比通常τ-ｐ谱增加了一维,因此用于波场分离或去噪,前者优于后者．若恰当地选择小波函数,该方法抗噪能力强,计算精度高．文中给出了模型及实际地震资料处理实例;证明了此方法的有效性．     

一类曲线图象重建卷积反投影算法

本文给出了一类平面曲线 s=4(x,y)·coxθ+B(x,y)·sinθ上的 Radon 变换卷积反投影算法,并进行了数值模拟,其重建结果与真实数据相吻合,其中 A(x,y)和 B(x,y)满足一定条件.     

分数阶S变换:第一部分,理论(英文)

S变换(ST)结合了小波变换和短时傅里叶变换的特性,对信号处理具有良好的局部时频聚集性.分数阶傅里叶变换是一种对非平稳信号分析的工具.本文基于分数阶傅里叶变换和S变换的思想,提出了分数阶S变换(FRST),将S变换从时间-频率域推广到时间-分数阶频率域,推导了它的逆变换公式并研究了其数学性质。分数阶S变换(FRST)具有分数阶傅里叶变换和S变换的优点,增强了S变换对信号处理的灵活性。相比于S变换,分数阶S变换能提高信号时频分辨能力。仿真实验证实了该方法的有效性。     

重力位谱分析及重力异常导数换算新方法--余弦变换

为了提高重力异常导数换算的精度,真实有效地反映地质体的异常特征,提出用余弦变换计算异常导数的新方法. 给出并证明了两个定理,利用它们推导出重力位余弦谱一般表达式以及重力异常各阶导数计算公式,建立了位场余弦谱分析理论. 模型实验中发现,用Fourier变换计算的一阶导数与理论导数偏差很大,而余弦变换计算的导数与理论异常导数拟合效果非常好,除边界几个数据因重力异常的有限截断产生的吉布斯效应残留使误差较大外,数据的计算精度均很高,误差为-009%～5%.     

利用Hilbert变换计算重力归一化总梯度

针对提高重力勘探正反演解释的分辨率问题,提出利用Hilbert变换计算和研究重力归一化总梯度.文中从理论上详细地证明了方法的可行性,给出了适合计算机实现的计算方法.为探讨该方法对油气藏的分辨能力,在模型计算中,分别利用Fourier级数法、Fourier变换法和本文提出的Hilbert变换法计算模型的GH场值,发现当三度体储油球冠模型（模拟似三度贮油气藏背斜模型）油气藏部分（低密度体）厚度减小到低于球冠厚度的十分之一时,Fourier级数及变换法不能分辨出低密度体所产生的异常,而Hilbert变换法仍然可以清晰地识别,这说明用Hilbert变换法计算的GH场对异常识别的分辨率优于其他两种方法.     

隧道反射地震超前预报波场分离方法的数值模拟研究

本文以有限元数值模拟方法为依托,依次从波场快照、地震记录、波场分离、工程实例等四个角度论证了地震波传播规律和波场分离特点.模拟了单界面介质条件下地震波在隧道围岩中传播的全波波场.研究了反射波时距曲线的线性相关系数.比较了τ-p变换和F-K变换的滤波特点.结合工程实例,讨论了这两类线性波场分离方法在提取隧道前方反射波中的可行性和准确性,研究结果表明:当隧道前方地层倾角由直立变为缓倾时,反射纵波和横波的时距关系都能很好的视为线性.地层倾角的改变主要影响反射波走时和视速度.因此,应用τ-p变换和F-K变换进行波场分离,提取隧道前方单独的反射纵波和横波是可行和有效的.但对于缓倾地层,线性变换波场分离的结果存在较大的走时和视速度误差.易误滤除反射信号,需进行偏移处理.     

一类R~n空间上旋转椭球面簇的广义Radon变换

本文基于二维雷达成像的原理研究了其数学问题,对R~n 空间中的图像函数f(x),已知其旋转椭球面簇上的积分值,应用广义Radon 变换来重建图像函数f(x)。利用球谐函数展开和Funk-Heck 定理证明了这种重建图像问题的存在、唯一性,并在一定的函数类中给出了它的反演解的数学表达式和推广了V.G.Romanov的工作。     

引力场球谐综合的Walsh变换方法

提出直接在序率域内用Walsh变换实现引力场球谐综合的问题。给出球谐函数展开式的Walsh变换及快速算法,讨论了Walsh变换和Walsh-Fourier变换、Fourier变换之间的差异,分析了用地球重力场模型OSU81的位系数作出的Walsh变换和Fourier变换的结果。研究表明:Walsh变换与Walsh-Fourier变换、Fourier变换对应向量在数量方面的差值通常都小于士10~(-5);对于给定的阶数和飞行高度,3种方法求得的球谐综合值总是完全一致的;1°×1°等网格数据和Walsh函数形状相近。在重力场研究中Walsh级数会比Fourier级数收敛得更快;Walsh变换在计算速度、计算准确度、数据储存、收敛速度和方法简单方面都好于Fourier变换。     

南北地震带北段地震二维速度结构—ART方法的分辨率和解的精度

本文详细讨论了使用Pn波走时对南北地震带北段上地幔结构成象ART算法的分辨率和解的精度问题。分析了包含在实际资料中影响解精度的两大因素,给出了具体的解决办法。同时指出在该地区使用Pn波的可分辨尺度极限为25km。在分辨与方差合理折衷情况下,最佳网格化分尺寸为35—55km。计算了解的分辨矩阵和解的协方差矩阵,从而证实了文献[1]的结论。这些结果是初次在该区得到的,是令人满意的。     

琼西北地区的基底速度图象

利用人工地震测深纵剖面和非纵剖面的资料,对琼西北地区P_g波的走时进行了层析反演,对比了代数重建法和同时迭代重建法的效果.综合了纵剖面的模型后,在三维弯曲界面上重建了基底速度图象,探讨了用射线椭圆评价分辨的途径. 层析成象结果给出了许多有价值的信息,揭示琼西北的结晶基底存在三条北东向断裂和两条北西向断裂,后者是继承性的活动断裂,控制着新生代次级断块的发展与火山活动.地表所推断的东西向王五-文教深大断裂,在该处只呈断续隐伏状显示.该区的基底存在儋县、临高和光村三个高速区,主要反映着基性岩体或花岗侵入体.基底整体性最好的是在儋县-王五地区,破碎程度最严重的是在王五-中和-光村以西的地区.     

基于模型空间压缩的大地电磁三维反演研究

本文提出了一种基于模型空间压缩技术的大地电磁三维反演方法.该方法在传统大地电磁三维反演理论的基础上,通过小波变换将待反演的空间域模型参数映射到小波域进行反演,获得小波域更新模型后再通过小波逆变换得到空间域反演模型.由于小波变换具有压缩特性和多尺度分辨能力,本文反演方法可在一定程度上提高反演分辨率.为了提高反演效率,我们针对基于L_1范数的模型约束求解不易收敛的反演问题,提出了一种基于模型粗糙度的简单有效的预条件处理技术.为验证本文算法的有效性,本文首先对经典的"棋盘"模型进行三维反演测试.反演结果表明本文算法的反演效率与传统方法相当,但对于深部异常体具有更好的分辨能力.最后,我们通过对实测数据反演进一步验证本文算法的有效性.     

基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法

在基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法中 ,通过引入整体平均、小波系数收缩和显著性检验等统计技术 ,以提高谱估计的精度 .文中同时讨论了连续小波变换中各种参数的选取问题 ,给出了Morlet小波函数中尺度与傅里叶频率之间转换的经验公式 ,并给出了谱估计的具体算法 .结果表明 ,本文方法可有效压制较强的白噪声和局部相关噪声 .与FFT谱估计方法相比 ,该方法大大降低了对信号记录长度的要求 ,因而对大地电磁信号的处理有实际意义 .     

波动方程CT技术在地震数据处理中的应用

本文从畸变的Born近似的微扰技术出发,给出了利用广义Radon变换和Fourier积分算子的理论反演介质间断性的原理.将声学的广义Radon变换与经典Radon变换进行类比,近似地导出了声学广义Radon变换的反演公式. 本文对于反射地震学的情况,提出了一种拟线性化方法,考虑了成象点的一次散射场,从某种程度上减少了Born近似对弱散射的苛求. 利用同一模型的理论记录和物理实验记录的反演计算结果对提出的方法进行了验证,并讨论了进一步提高成象精度的方法.     

埋藏于地下的混凝土物体的地震层析成象

本文给出了一种代数重建技术在地下速度异常的地震层析成象中的野外应用.我们介绍了三维混凝土模型的结构和通过模型的走时资料的采集和处理.应用代数重建枝术和先验知识给出了资料的图象重建,并且与真实的模型进行了比较.重建结果表明:取得精确的资料是最签本的,因为我们证明相当小的走时误差可以很严重地影响重建结果,同时还证明:射线路径效应对分析来说是一个非常重要的限制因素.     

太阳活动千年尺度的准周期性波动

2004年,Solanki等人利用树木年轮中δ14C含量变化重建的太阳黑子数序列研究太阳活动的论文被Nature发表,该黑子序列自1895年起向历史时期延伸了11400年.本文采用最大熵谱分析方法和小波变换方法分析了这一重建的太阳黑子序列,重点讨论太阳活动在千年尺度上的周期性波动.结果表明,太阳活动的长期变化中存在接近千年和略大于两千年的准周期信号,以及可能存在约7千年的波动,得到了这些准周期分量的参数.这些准周期分量的周期长度和振幅是随着时间变化的,文中给出了它们的时变图象并讨论了它们的时变特征.