小波多分辨分析在变形分析中的应用

利用离散小波变换方法对变形观测序列进行分析,通过小波多分辨分析方法对变形观测数据进行分解和重构,有效地对误差进行了分离;在分析非线性形算例中,小波变换得到的去噪后变形曲线与多项式回归法结果相比,克服了因选用不同模型拟合效果不同的主观影响,既能较好的反映局部变形特征,又能反映整体变形趋势。     

地球物理反演中的邻域算法Ⅱ：集合估计

蒙特卡罗直接搜索法，如遗传算法、模拟退火等，常用于探索有限维参数空间。它们都需要多次求解正问题，即依据地球模型预测观测值。地球模型的结果集合上代表了搜索过程收集到的全部“信息”。在地球物理学中，很多项研究都以搜索方法为研究目标，而对集合估计则较少注意。通常情况下，推断仅依据集合的一个小子集，有时只是集合的一个成员。本文给出了估计问题的一个新途径。就我们所知，这是第一次解决一般性的求解问题，即如何依据由任意搜索方法预先生成的完备集合来推测信息。新途径的核心是利用可用集合中的信息来指导参数空间的重抽样，并且不需要进一步求解正问题。依据新的“重抽样”的集合，我们可以获得模型参数分辨率的测度以及模型参数及其组合之间的折衷。文中以高度非线性的波形反演问题为例说明了新的集合推断算法。实例说明了所需的计算时间和内存与模型空间维数和集合尺度的比例关系。这种方法是高度并行的，可以很方便地分布在几台计算机上。这种技术可以应用于很多不同的情况，例如，可以用于遗传算法或其他直接搜索方法生成的集合的“误差分析”问题。     

波动方程参数反演方法研究进展

根据波场信息重建波动方程系数项是地球物理反演中一个重要研究方向.波动方程参数反演方法按照求解方式的不同,可以分为直接反演方法、迭代反演方法、搜索类反演方法、混合优化反演方法和联合反演方法.目前发展的参数反演方法多数都处于理论计算阶段.研究能求解实际地震资料的参数反演方法具有重要意义.为取得可靠的反演结果,信息的转化开发...     

用于地球物理反演的均匀设计优化算法

将均匀设计、模拟退火和单纯形方法相结合,提出一种全局优化迭代算法．数值模拟表明,它具有搜索速度快、搜索能力强和不需要求导数的特点,可用于地球物理反演研究．     

地震层析成像反演中3种广义解的误差分析与评价

在地震波速度和地震波　值层析成像中,对于非线性反演问题解的可靠性研究非常重要．为了讨论ＡＲＴ（ＡｌｇｅｂｒａｉｃＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ＳＶＤ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ　ＶａｌｕｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＬＳＱＷ（ＬｅａｓｔＳｕａｒｅ）３种方法的算法稳定性以及反演效果,本研究将这３种算法用于求解非常病态问题和一般稳定问题,根据数值计算结果,分别给出了在非常病态问题和一般稳定问题中３种算法的相对误差及其算法稳定性评价．进而针对３种算法在同一地质模型上的速度成像结果进行了比较,为地震层析成像反演效果分析提供了定量参数．     

地震层析成像反演中3种广义解的误差分析与评价

在地震波速度和地震波　值层析成像中,对于非线性反演问题解的可靠性研究非常重要．为了讨论ＡＲＴ（ＡｌｇｅｂｒａｉｃＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ＳＶＤ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ　ＶａｌｕｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＬＳＱＷ（ＬｅａｓｔＳｕａｒｅ）３种方法的算法稳定性以及反演效果,本研究将这３种算法用于求解非常病态问题和一般稳定问题,根据数值计算结果,分别给出了在非常病态问题和一般稳定问题中３种算法的相对误差及其算法稳定性评价．进而针对３种算法在同一地质模型上的速度成像结果进行了比较,为地震层析成像反演效果分析提供了定量参数．     

地球物理联合反演研究的现状与趋势分析

本文从回顾和分析地球物理联合反演的必要性、分类方式,以及基本原理入手,通过分析和总结前人的研究思路,讨论了联合反演研究和应用中的关键性问题,归纳出联合反演研究的三个基本环节,即模型参数化、目标函数构造和反演算法选择,并对其加以讨论, 同时指出非线性联合反演方法和模型参数化研究将成为未来联合反演研究的主流和热点.     

地震层析成像反演中3种广义解的误差分析与评价

在地震波速度和地震波　值层析成像中,对于非线性反演问题解的可靠性研究非常重要．为了讨论ＡＲＴ（ＡｌｇｅｂｒａｉｃＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ＳＶＤ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ　ＶａｌｕｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＬＳＱＷ（ＬｅａｓｔＳｕａｒｅ）３种方法的算法稳定性以及反演效果,本研究将这３种算法用于求解非常病态问题和一般稳定问题,根据数值计算结果,分别给出了在非常病态问题和一般稳定问题中３种算法的相对误差及其算法稳定性评价．进而针对３种算法在同一地质模型上的速度成像结果进行了比较,为地震层析成像反演效果分析提供了定量参数．     

用于地球物理反演的均匀设计优化算法

将均匀设计、模拟退火和单纯形方法相结合，提出一种全局优化迭代算法．数值模拟表明，它具有搜索速度快、搜索能力强和不需要求导数的特点，可用于地球物理反演研究．     

微弱正弦信号检测模型混沌解的判定

运用Melnikov方法就混沌检测模型的混沌判据问题进行研究，证明并推导该数学模型为非线性混沌系统及系统出现混沌状的临界值。为正弦信号的混沌检测和混沌振子法用于准周期信号检测提供理论依据，也为从低信噪比地震勘探资料中提取有效信息建立理论基础。     

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.     

小波分析在地球物理及大地测量中的应用

小波分析是重要的时—领域分析工具，在地球物理和大地测量相关问题研究中逐渐显示出其独特的作用。本文较全面地介绍了现阶段小波分析在重力异常分解、固体潮、地球自转变化、ENSO和重力场展开等地球物理及大地到量领域的研究进展，并在此基础上对地球物理及大地测量领域小波分析的应用前景做了进一步分析。     

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.     

小波多分辨分析在壳幔非均匀尺度研究中的应用

利用小波的“变焦距”多分辨功能,提出了针对壳幔过渡带复杂波形的变尺度震相分析方法,将它与壳幔过渡带非均匀尺度的研究相联系,使得传统的震相识别由“静态”转变为“动态”并编写了相应的计算程序. 对玛沁—兰州—靖边地震测深剖面壳幔过渡带的Pm波形,利用复杂性系数法获得了沿剖面的2个陆-陆碰撞带,它们分别对应玛沁断裂和海原85级强震区的位置. 利用变尺度震相分析方法得到了玛沁断裂和海原地震下方壳幔过渡带的多层Pm震相. 结果表明,海原地震下方的壳幔过渡带厚度约有20km,层状清晰,它至少由3个高低速相间的层组成;玛沁断裂所对应的壳幔过渡带大约由2个较薄的层组成. 这种分层和厚度的不同表明了鄂尔多斯地块和祁连地块的接触带、巴颜喀拉地块和柴达木地块的接触带由于陆-陆碰撞的时期和相互作用的方式不同,因此在现今可分辨的壳幔过渡带结构非均匀尺度上存在明显差异.     

层析成像新算法及其在工程检测上的应用

基于走时和振幅的层析成像反演涉及大型稀疏矩阵方程的求解,当矩阵严重病态时,目前流行的正交分解型迭代算法难以取得良好的成像效果．本文介绍一种改进的ＬＳｑＲ算法,即带阻尼的ＬＳｑＲ迭代算法,它应用在北京机场高速公路桥墩施工质量检测中,取得了良好的效果．     

地震面波频散的层析成像

本文较详细地介绍了群速度频散测定的多重滤波法,以及ＬＳＱＲ反演方法运用于网格频散反演和地球内部结构反演的地震面波频散的层析成像方法。给出了计算程序框图及数值模拟结果     

层析成像新算法及其在工程检测上的应用

基于走时和振幅的层析成像反演涉及大型稀疏矩阵方程的求解，当矩阵严重病态时，目前流行的正交分解型迭代算法难以取得良好的成像效果．本文介绍一种改进的ＬＳ_ｑＲ算法，即带阻尼的ＬＳ_ｑＲ迭代算法，它应用在北京机场高速公路桥墩施工质量检测中，取得了良好的效果．     

地震层析成像研究的回顾与展望

对本世纪７０年代以来发展起来的地震层析成像研究及其在勘探地球物理领域的发展状况进行了简单的回顾,对地震层析成像研究今后的发展提出了开展多参数研究的设想,论述了地震层析成像研究中走时拾取、三维地震波场、三维地震时间场、广义线性反演解的分辨率问题以及重建图像的地质解释问题。     

深部电性变化前兆大地电磁测深法的可分辨性

本文分析了地表各处起因于深部电性变化前兆的大地电磁响应函数的变化形态、特征,探讨了对此大地电磁测深法的可分辨性的某些问题。研究表明,在离震中稍远的震源外围区,由扩展膨胀各向异性所引起的深部电性变化引起了某些大地电磁响应函数明显的可分辨的变化;发展中的地震断裂带和震前断裂蠕滑段,作为一个两维导电沟,可以引起邻近区域视电阻率,阻抗相位、维系数的可分辨的变化;对于一个异常的震源导电体,地表大地电磁响应函数显示出了两维模拟异常的某些类同和差异。     

分析研究基于小波分析与谱分析提高重力异常的分辨能力

重力数据是所有地下场源产生的重力场的叠加,探测对象经常被淹没在区域背景场之中,因此剩余异常的分离对于重力资料研究至关重要,而近来被引入位场领域的小波算子作为了滤波器和场源分析工具,在这里我们分析研究基于小波分析与谱分析的二维离散小波变换用于提高重力异常的分辨能力,再现出由简单形状场源描述密度不均匀的几何特征.本文先介绍二维多分辨率分析小波的基本理论及其提升算法,利用对数功率谱估计平均深度方法理论,接着对理论模型数据进行多尺度异常分解,估计地质体的形状、大小和深度,最后又对实测重力数据进行分析,并与传统常规方法进行比较分析,结果表明对于实际数据分析其方法也是具有可行性的.