地形对不同反演的影响

根据观测数据和模型参数之间的关系,通常将求误差函数的最优问题的方法通常分为线性反演和非线性反演;线性反演要求有相当准确的背景介质模型的条件,这和地球物理问题中的实际情况相矛盾。特殊情况下,线性反演甚至出现发散的情况。而非线性反演不用求目标函数的偏导数,全局随机搜索模型空间的最优解的办法,避免了问题的线性化,在山区复杂地形条件下,通过对比论证,非线性反演能够获取更合理的真实地电模型,从而说明由于非线性反演适应性较强、精度较高已被广泛地应用于地球物理的各个领域。     

起伏地形条件下电阻率法三维反演

地形起伏下的三维反演问题是当前电阻率法研究的一个难题.为了更好地解决上述问题,采用加权正则化共轭梯度法实现起伏地形三维电阻率反演算法.该方法引入了加权正则化思想,显著降低了迭代时目标函数发散的问题,提高了反演稳定性.对比了两种消除反演中地形影响的方法,结果表明,直接带地形的电阻率法三维反演具有更好的分辨率,能有效地消除地形所造成的误差,但在起伏角度偏大,如河流、堤坝等接近垂直角度时,使用此方法会使得反演发散得不到满意的结果;此时采用基于地形校正的方法有一定的效果.     

网格剖分对大地电磁测深反演精度的影响

网格剖分的合适与否,影响着反演结果的精度。用不同模型、不同反演方法,对比验证粗细两种不同的网格对反演精度的影响。研究结果表明,从整体上看两种不同网格剖分方式,粗网格在深部比细网格模拟精度高,但是近地表开始阶段,粗网格与细网格波动幅度都较大,都脱离正常值,粗网格模拟精度不如细网格;粗网格的整体变化幅度比细网格缓和,其中对低阻异常体反演精度较好,但对高阻异常体反演精度较差,与真实值相去甚远。     

AMT地形影响与带地形反演研究

通过设计1组二维不同宽度、不同坡度的峰谷综合地形模型,分别从极化模式、不同频率、测点位置、山顶宽度、地形落差、地形坡度、相位曲线7个方面来研究总结山区不同起伏地形对AMT资料的影响程度和畸变特征,发现TM模式较TE模式更容易受到地形影响;起伏地形对AMT响应的高频部分影响较小,而在低频部分地形影响较大,某一测点不同频点的视电阻率和相位是对应趋肤深度水平范围内所有地形的综合影响,并非仅仅是该测点附近单一山峰或山谷的影响;山顶测点较山谷测点更容易受到影响,且山顶越窄、地形落差越大、地形越陡,影响越大。此外,文章还通过对比理论模型的不带地形和带地形2D_TE模式反演结果,发现带地形的二维反演可以有效地消除地形影响,并对实测AMT资料开展带地形的二维反演,结果显示带地形的二维反演可以有效消除虚假高低阻异常,改善了“挂面条”现象,与3口钻孔的见锰层位对应较好。     

井地大地电磁非线性共轭梯度二维反演研究

本文提出并验证了地下大地电磁测深数据的正、反演算法和程序,为井地大地电磁测深和井地可控源音频大地电磁测深这一前沿研究课题提供了地球物理解释方法.使其更加完善和有效.在Rodi(2001)发表的大地电磁场二维NLCG反演理论和算法的基础上,推导了井地大地电磁场二维NLCG反演算法,改编反演的代码,开发出二维NLCG反演程...     

基于二维NLCG反演的水文地质结构辨识研究

地下水调查是草原水资源合理开发利用的前提,而探明水文地质结构对地下水调查尤为重要。笔者充分利用大地电磁法（MT）和地面核磁共振（SNMR）各自的优点,尝试采用MT和SNMR对水文地质结构进行探测,并通过二维非线性共轭梯度（NLCG）反演解译了电性与地层两者的对应关系;实现了典型层状含水层模型和局部含水层模型正反演试验;通过实测数据反演与钻孔资料对比验证了该反演算法对低阻含水层地质体解译的有效性。试验结果对水文地质调查具有一定参考意义,也为同类数据反演提供了方法借鉴。     

隧道勘探AMT数据二维非线性共轭梯度反演的关键参数探讨

研究了二维非线性共轭梯度反演对于铁路隧道音频大地电磁(AMT)勘探的适应性。通过模型反演实验,确定控制反演进程的关键参数选取方法,以便于在不损失分辨率的前提下避免假异常。实验结果表明,在类似的地电条件下:①采用TE+TM模式联合反演;②使用浅部细分网格以更好地拟合地形;③不使用1000 Hz以上易受干扰的数据;④使用较小的正则化因子;⑤选用中、浅层电阻率的均匀空间作为初始模型;以上这些手段能提升反演结果的准确性,更适应铁路隧道勘探解释需要。     

利用共轭梯度方法的激发极化三维快速反演

利用共轭梯度方法实现了激发极化(IP)三维快速反演。首先,利用共轭梯度方法反演电位数据,得到地下的三维电阻率模型,(由于避免了直接求偏导数矩阵,因此反演计算速度很快。)然后,以此电阻率模型为地下电导率分布,再反演IP数据得到三维极化率分布理论模型。试算结果表明其效果较好。     

电阻率三维复杂结构的快速反演

运用共轭梯度迭代算法解三维反问题中的线性方程组,并结合求Jacobi矩阵 G 的Rodi算法,则每次反演迭代仅需一次正演计算,大大加快了计算速度,实现了直流电阻率三维快速反演。另外,由于避免了存储 G 和 G ^T G 所需的庞大存储量,以及在三维反演中加入光滑约束,有利于精细网格下的复杂模型反演。     

使用共轭梯度的三维电阻率正演模拟与反演

研制了利用共轭梯度松驰法的三维直流电阻率正演模拟与反演算法。在正演网络的模拟计算中，将一种用于预处理的不完全Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解法与稀疏矩阵程序结合起来，便可得到一种快速有效的算法。侧面和底部的边界条件用阻抗条件来标度，而阻抗条件考虑了由于电源流的一些配置而在边界上产生的电流。     

基于地形梯度的陕西省生态系统服务价值评估

为评估陕西省生态系统服务价值在地形梯度上的分布及变化趋势,利用2000、2010年土地利用DEM数据,定量探讨了陕西省生态系统服务价值的时序变化和空间分布特征,并对陕西省整体生态经济协调度进行分析.结果表明：2000-2010年,陕西省生态系统服务价值增加了10.92亿元,其中林地和草地生态系统服务价值分别增加21.40亿元和23.16亿元,耕地生态系统服务价值减少34.16亿元;在地形梯度上,生态系统服务价值呈中间高、南北低的分布特征,且主要集中于坡度为0°~14.6°,高程为1 067~1 380 m的地形梯度单元内.单项生态系统服务价值中,废料处理和食物生产生态系统服务价值因耕地减少而损失严重,共减少6.08亿元.生态经济协调度评估结果表明：区域生态经济的发展整体趋于不协调,建议在经济发展的同时加强对生态环境的保护力度.     

起伏地形下偶极-偶极激电测深二维反演软件开发及应用

在有限元点源二维正演模拟中,采用第二类齐次边界条件结合相应的网格剖分技术,并将二维正演模拟程序引入到偶极-偶极激电测深二维反演中,编制相应反演程序并进行集成,形成集数据输入、反演计算、数据成图和结果输出为一体的二维反演软件。通过对起伏地形下的两个理论模型合成数据及一例实测数据的反演,反演结果表明反演软件有效。     

电阻率三维反演稳定性和可靠性研究

电阻率三维反演参数太多,将导致反演不稳定性和高度非唯一性等诸多方面的问题。比较传统的最小二乘反演方法,利用共轭梯度的电阻率三维最小构造反演显示了更好的效果。讨论了初始模型选择及数据误差对三维反演结果的影响,说明了反演方法的稳定性和可靠性。     

三维电阻率成像新方法及应用

三维电阻率成像法包括近似三维反演因子和综合子空间解释器,三维反演因子用于正向线性电阻率近似解译,综合子空间法是共轭梯度法的变换,是求解大型最优化问题的有效方法.三维成像是线性反演问题,不需正演模拟或敏感度修改.在非线性三维反演中,三维电阻率成像技术可直接获取三维电阻率的分布信息,或提供中间过程的模式修改.野外资料验证表明,三维成像技术可提供电阻率空间的分布信息.     

基于共轭梯度法的垂直有限线源三维电阻率反演

利用垂直有限线源研究油田注水分布和剩余油分布成为一种新型电测方法。本文对该方法实际应用的有效性进行了分析和说明,并利用共轭梯度迭代技术实现了垂直有限线源三维电阻率反演。结果表明,反演稳定可靠,计算速度快。     

基于共轭梯度法的全波形反演

全波形反演是一种全新的地震成像方法,主要利用全波形信息反演地下介质参数,通过非线性优化波场理论值和观测值的残差实现波形反演。基于时间域声波方程,建立了时间域波场残差目标函数,以分层模型为例,分别从波场精度、目标函数收敛性和运行时间3个方面,比较了共轭梯度（Conjugate Gradient,CG）算法和拟牛顿算法（Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno,BFGS）反演的效果。同时,应用共轭梯度法对正、逆断层模型和Marmousi模型进行了速度结构反演。反演结果表明：共轭梯度法计算效率较高,反演得到的速度模型精度更高,反演效果较好,是一种有效的波形反演方法。