地球物理联合反演研究综述

地球物理联合反演由于使反演问题的非唯一性得到有效限制而越来越受到人们的重视。本文概述了联合反演的发展现状及实现的方法,并讨论了其发展趋势及其局限性,指出地球物理联合反演是地球物理数据分析的理想工具,而非线性联合反演方法则是地球物理联合反演发展的方向。     

综合地球物理联合反演综述

阐述了综合地球物理研究的必要性,方法学及研究思路,指出联合反演是综合地球物理重要的定量解释工具,通过回顾联合反演的研究现状与进展,指出联合反演的发展方向。     

基于混合差分进化算法的地球物理线性反演

地球物理反问题线性化处理之后, 各种反演算法归结为对病态线性方程组的求解. 为了快速准确地计算出地球物理参数, 本文提出了一种全新的基于LSQR算法的混合差分进化算法(Hybrid Differential Evolution Algorithm, HDE). 该算法利用LSQR算法给出DE算法的初始种群, 提高DE算法的计算速度和稳定性. 在不同噪声水平下, 对四种正则化方法Tikhonov、TSVD、LSQR和HDE的反演结果进行详细比较. 理论模型和实际数据反演的结果都表明: 改进的HDE算法应用于地球物理反问题的求解是成功的: 反演结果与原设定模型具有较高的相关性, 在稳定性和准确性上较常规的反演算法都具有一定的优势; 而且不需要给定正则化参数, 具有更强的实用性.     

量子退火最优化与地球物理反演方法

量子退火最优化方法的思想是基于模拟退火方法发展而来的,但利用的是量子跃迁隧道效应的机制,这和模拟退火基于热力学的退火原理是不一样的.本文首先概述了量子退火和模拟退火的区别所在;其次主要论述了量子退火在最优化方面的应用发展情况,比如伊辛自旋玻璃问题,旅行商问题,布尔可满足性问题等,讨论了具体测试问题中量子退火方法的应用情况以及和模拟退火方法的比较;随后对基于量子退火方法的地球物理反演原理和方法做了相应的阐述,讨论了不同参数比如温度、横向场的设置,比较了处于不同的横向场和势能状态的概率大小问题;最后就量子退火方法在地球物理反问体中的应用前景以及存在的问题做了简要概述.     

基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法

在频率波数域和频率空间域实现了一种基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法,并在2-D空间进行了Marmousi模型炮集数据的处理.通过与Split-StepFourier、Phase-Screen和稳定的Born近似叠前深度偏移等方法比较,认为基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法不仅在效果上要优于前三者,而且还能更好地处理速度横向变化.在散射波场计算中,使用了一个更稳定的散射波场计算公式,扩大了拟线性Born近似的应用范围,使基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法能够适应更强的横向速度变化.     

基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法

在频率波数域和频率空间域实现了一种基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法,并在2-D空间进行了Marmousi模型炮集数据的处理.通过与Split-StepFourier、Phase-Screen和稳定的Born近似叠前深度偏移等方法比较,认为基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法不仅在效果上要优于前三者,而且还能更好地处理速度横向变化.在散射波场计算中,使用了一个更稳定的散射波场计算公式,扩大了拟线性Born近似的应用范围,使基于拟线性Born近似的叠前深度偏移方法能够适应更强的横向速度变化.     

神经网络在地球物理反演中的应用

本文简要介绍神经网络与神经计算机，神经元模型，层状网络结构，误差逆传播算法及其在地球物理反演中的应用。     

多学科地震预报研究中的地球物理联合反演问题

对震源区岩石破裂用扩容物理数学模型求定岩石强度和破裂的整体的临界参数（前兆）的方法已发展起来了，这个参数就是单位体积裂纹的密度根据监测到的不同性质的地球物理场的异常变化数据和联合多学科反演问题的数值解，可对这一组合前兆进行定期判定。     

快速拟线性近似方法及三维频谱激电反演研究

Zhdanov提出的拟线性(QL)近似方法有效解决了积分方程计算速度慢、占用内存多的缺陷,但因为三维频谱激电(SIP)换源频繁,每次换源都需要重新计算剖分单元的并矢格林函数和一次场,所以用该方法模拟三维SIP的速度仍然缓慢.本文根据一次场及格林函数的空间对称性,提出了一种适用于多源电磁法的快速QL近似正演方法.在此基础上,实现了Cole-Cole参数范围约束的三维SIP共轭梯度反演方法.理论试算结果表明:快速QL近似方法适用于三维SIP正演模拟,计算速度较QL近似方法有了很大提高;Cole-Cole参数范围约束的三维SIP共轭梯度反演方法对零频电阻率、极化率等参数的反演效果良好,将异常区域剖分成2000块时迭代一次只需约0.2 s的时间,占用内存大约为140 MB.     

大地电磁三维反演方法综述

大地电磁测深（MT）资料的三维正、反演问题,已成为国际地球内部电磁感应领域研究的前沿课题.文中从算法思想方面简要地介绍了当前国内外MT三维反演的几种主要方法,探讨了今后MT三维反演研究的方向.     

非线性地球物理反演方法:回顾与展望

自20世纪90年代以来,非线性地球物理反演方法已走向成熟,这些方法包括线性化迭代法,仿真淬火法,遗传算法及联合反演方法等,线性化迭代反演基于开放物理系统状态发生相变的原理,要进一步改善模型参数化的技术和迭代过程的自组织;仿真淬火法与遗传算法基于自然过程的指数率或生物演化的优生率,可以相互结合以提高解估计的分辨率与置信度;联合反演要结合岩石物理性质的统计规律,才能取得兼容地质与综合方法的应用效果,地球动力学中的反问题不仅涉及偏微分方程系数项的求解,而且涉及初始条件或初始边界的求解,对地球动力学作用过程研究特别重要。     

工程地球物理方法技术研究现状综述

从工程地球物理的方法技术角度,结合相应的地球物理理论,综述了工程地球物理方法在各种工程领域的应用现状和发展,并具体讨论了各领域中存在的问题。     

探地雷达技术在古墓完整性探测中的应用

介绍了应用探地雷达探测地下古墓的原理及技术,阐述了该技术的基本方法及其数据图像处理过程,通过对湖南西部某处古墓的完整性探测,表明探测效果良好。     

地球物理技术在我国考古和文物保护工作中的应用

20世纪80年代以来,我国考古及文物保护工作者和地球物理工作者越来越认识到地球物理技术在考古和方物保护方面可以发挥作用,在古幕探查、大型古建筑地下遗存现状、古遗迹断代等方面,地球物理技术都找到了发挥作用的机会,本文通过地球物理技术在云冈石窟、龙门石窟、克孜尔石窟、北京故宫紫禁城、嵩岳寺塔、古泗州城遗址、风阳明中都等的物理探查实例,以及查找古幕、古遗迹断代等方面的工作,介绍了我国在考古和文物保护领域应用地球物理技术的进展,并指出了物探在用于考古和文保时的特点和展望。     

华南及其相邻边缘海域一些重要断裂的地球物理证据

通过对华南及其相邻的边缘海域的布格重力异常和磁力数据的处理和分析,利用水平方向导数、小波变换及典型剖面反演的共同结果,在研究区中分辨出方向各异的主要断裂共39条,根据重磁异常特征并结合层析成像结果分析了研究区内断裂的分布与延伸,特别对红河断裂带等重要断裂进行了重点讨论,并探讨了它们的延伸及与周边各地质单元之间的关系。     

Multiparametric Traveltime Inversion

In conventional seismic processing, the classical algorithm of Hubral and Krey is routinely applied to extract an initial macrovelocity model that consists of a stack of homogeneous layers bounded by curved interfaces. Input for the algorithm are identified primary reflections together with normal moveout (NMO) velocities, as derived from a previous velocity analysis conducted on common midpoint (CMP) data. This work presents a modified version of the Hubral and Krey algorithm that is designed to extend the original version in two ways, namely (a) it makes an advantageous use of previously obtained common-reflection-surface (CRS) attributes as its input and (b) it also allows for gradient layer velocities in depth. A new strategy to recover interfaces as optimized cubic splines is also proposed. Some synthetic examples are provided to illustrate and explain the implementation of the method.     

量子退火反演的原理和实现

现有的非线性反演方法,大都存在着求解的局部收敛性和计算速度慢的问题. 在与模拟退火方法进行比较的基础上,本文研究了基于量子跃迁过程中量子隧道效应的量子退火反演算法. 数值试验结果表明,量子退火方法应用于地球物理反问题的求解是成功的,它适合于非线性、多极值的地球物理反演问题,与模拟退火反演相比,量子退火反演在退火收敛速度和避免陷入局部极小等方面有着一定的优势,该方法也适用于其他领域非线性最优化问题的求解,具有较强的普适性.     

地震反问题研究评述

本文分析了地球物理反演问题在古典提法下存在的固有缺陷,继而讨论波动方程反问题的研究进展,然后讨论地震层析成象和偏移问题,最后对当前研究中存在的问题及发展方向作一评述.     

电离层掩星反演的变分同化方法

电离层掩星数据反演的传统方法是Abel反演法及其改进方法,而实际电离层的非球对称给电离层电子密度反演带来误差.本文研究了在气象领域广泛应用的变分同化方法在掩星数据反演电离层电子密度廓线的可行性,利用IRI和Nequiek模型模拟掩星真值场和背景场进行数值模拟反演,并与Abel反演法反演结果进行对比.结果表明,变分同化反演方法能够有效综合模式和观测数据,使得反演结果精度较高;与Abel反演法相比,反演的电子密度廓线F2层峰值浓度误差在10％以下,而Abel反演法在20％～30％之间;而且变分同化反演法对误差扰动有较好的过滤性,因此实用性较强.     

Inversion of receiver function by wavelet transformation

Introduction Receiver function has been extensively applied in studying S wave velocity of crust and up-per mantle for about 20 years (Owens, et al, 1987; LIU, et al, 1996), which is a time series ob-tained by the deconvolution of vertical component from horizontal component for teleseismic P waveform. Receiver function represents the teleseismic P plane wave response of crust and upper mantle beneath seismic station, from which the source and propagation effects are removed. Receiver funct…