基于交替方向乘子算法的二维磁异常稀疏反演

磁异常反演是获取地下场源磁化率分布的重要手段之一,在地球勘探中扮演着重要角色.在磁异常反演中,对比光滑反演,稀疏反演的结果具有边界分明,物性参数分布集中的特点,更符合实际情况.针对稀疏反演,本文首先构建了具有代表性的基于L₁范数目标函数,利用交替方向乘子算法可分离凸函数的特点,将极小化L₁范数的优化问题分解为一系列的子问题,通过对子问题求解获得原问题的解;为了增强交替方向乘子算法的适应性,本文结合广义软阈值函数将交替方向乘子法推广于L_p（0 < p < 1）范数的反演中.为了验证本文提出的算法的有效性,采用了三种常规模型进行模拟实验.与基于L₂范数的反演算法进行实验对比,结果表明,本文算法得到了边界清晰,磁化率分布更集中的反演结果.最后,将基于交替方向乘子算法的L₁和L_p（0 < p < 1）范数的反演应用到青海省尕林格铁矿保护区获得的实际磁异常数据中,获得了较为符合实际地质情况的稀疏反演结果.

     

Determining the location of buried plastic water pipes from measurements of ground surface vibration

‘Mapping the Underworld’ is a UK-based project, which aims to create a multi-sensor device that combines complementary technologies for remote buried utility service detection and location. One of the technologies to be incorporated in the device is low-frequency vibro-acoustics, and techniques for detecting buried infrastructure, in particular plastic water pipes, are being investigated. One of the proposed techniques involves excitation of the pipe at some known location with concurrent vibrational mapping of the ground surface in order to infer the location of the remainder of the pipe. In this paper, measurements made on a dedicated pipe rig are reported. Frequency response measurements relating vibrational velocity on the ground to the input excitation were acquired. Contour plots of the unwrapped phase revealed the location of the pipe to within 0.1-0.2 m. Magnitude contour plots revealed the excitation point and also the location of the pipe end. By examining the unwrapped phase gradients along a line above the pipe, it was possible to identify the wave-type within the pipe responsible for the ground surface vibration. Furthermore, changes in the ground surface phase speed computed using this method enabled the location of the end of the pipe to be confirmed.     

海冰形变对北极冬季CICE模式冰厚模拟结果的影响

海冰数值模式是研究海冰动力热力状态参量及之间联系的有效途径。目前对冰厚数值模拟结果的分析远远少于对海冰范围/面积和密集度的研究,对冰速与海冰形变对冰厚分布影响的研究也尚欠缺。本文利用Los Alamos sea ice model（CICE）海冰模式模拟了1980−2018年的北极海冰变化,并使用遥感、同化冰厚数据进行比对验证,分析了模拟冰速和海冰形变对冰厚的影响,计算了冰速的散度和切变偏差对冰厚偏差的贡献。结果显示,CICE对北极70°N以北区域平均冰厚和冰速的年际变化模拟基本合理,但模拟的平均冰厚和冰速多年变化趋势均小于同化数据的变化率;模拟和观测冰厚的空间分布差异与冰速和形变率的偏差有密切联系,主要表现为波弗特海的正偏差和北极中央区至弗拉姆海峡的负偏差。泛北极区域散度和切变偏差在3月之前对冰厚偏差的贡献在13%～16%之间变化,3−4月则由16%跃变至27%。散度偏差主导了11月、12月波弗特海区域的冰厚正偏差,切变偏差主导了冬季加拿大群岛以北海域和穿极流区域的冰厚负偏差。     

Comparison of parallel group velocity of ECH waves with electron resonant velocity: Implication for electron diffusion by ECH waves

We have investigated the role of group velocity in the calculation of pitch-angle diffusion coefficients by electron cyclotron harmonic (ECH) waves in planetary magnetospheres. The assumption which is generally made that the parallel group velocity can be neglected in comparison with particle parallel velocity is examined in detail. It is found that for lowest harmonic band this assumption is quite good. It is found that in general it is not possible to ignore the parallel group velocity. However, for lowest harmonic band this assumption is quite good at low electron temperatures.     

高密度电法在岩溶探测中的应用

高密度电法是一种适用性广泛的电阻率勘探方法,拥有多种电极排列装置选择。不同装置由于电极分布方式的差异,在针对不同地质目标和测区环境时往往表现出明显不同的探测能力。为探究各排列装置的特点及其适用情况,推导了2.5D电位的变分问题,采用Delaunay三角化算法实现了非结构化网格剖分,进而实现了有限元正演模拟。结合实践,对常见地质情况进行建模,分别使用温纳α、温纳β、施伦贝谢尔、偶极−偶极4种装置开展正反演对比研究。研究发现：(1) 在探测未知区域单个异常体时,温纳β、施伦贝谢尔2种排列的效果更好;(2) 在探测相邻较近的多个异常体时,应优先采用具有更高水平分辨率的施伦贝谢尔和偶极−偶极排列;(3) 对于低阻破碎带的勘探,温纳β和偶极−偶极排列更为适用;(4) 当地层具有较好分层界限时,4种排列均可体现良好的分层效果。因此,高密度电法勘探实践中应综合考虑不同排列装置的特点,根据具体情况选用合适的多种排列方式进行测量,并对采集数据进行综合对比分析,以获得更为准确的解释结果。

     

第三系砂岩波速特性探讨及统计分析

波速测试技术作为一种简便、快捷的测试技术被广泛应用于各种工程实践中, 第三系砂岩是非常具有代表性的软岩, 对第三系砂岩波速测试的研究具有重要意义。本文以吉阳核电厂址的第三系砂岩为研究对象, 通过整理单孔波速、跨孔波速方法获得的参数, 分析半成岩岩体波速的空间分布规律及特性, 寻找波速与埋深深度、标贯动探参数之间的关系。结果表明单孔、跨孔波速测试波速值随深度增加而增加, 埋深5m以上增加幅度明显, 埋深5m以下增加趋势减缓, 平面上不同位置各孔的波速值基本一致, 说明第三系半成砂岩岩体分布较均匀。剪切波速与埋置深度线性回归拟合效果较好, 对数拟合优度在0.95以上, 精度最高, 相对可靠, 剪切波速与标贯击数之间相关性不明显, 与动探击数之间基本不相关。