论多种数据联合反演的模式及算法

针对日益丰富的数据资料，综述了大地测量反演的发展进程，论述了多种数据联合反演的意义和必要性，给出了兼顾权比确定的大地测量、地震和地质三类数据的联合反演模式及采用水准测量、GPS和重力三种数据联合反演断层参数的具体公式，特别介绍了求解优化问题所有全局最优解的区间算法，并给出了基本算例，结果体现了区间算法无可比拟的优越性及其在大地测量反演领域中的应用前景。     

青海唐古拉山北扎日根铁矿区1∶5万磁异常特征剖析

通过对扎日根矿区1∶5万与1∶5千高精度磁异常及1∶2千剖面ΔT曲线进行逐步解析,将磁异常与其所附地层进行对比分析,认为区内1∶5万与1∶5千磁异常磁异常反映明显,其形态、范围较一致,具有较好的重现性;从1∶5千磁异常东段三维反演出的磁性体的空间展布与钻探揭露出的矿(化)体的走向、倾向及厚度较一致,推出磁异常三维反演成果能够较好地指导找矿方向,是布置钻孔的重要依据。     

基于Spearman秩相关系数的PWV与PM2.5相关性研究

在讨论大气可降水量(PWV)与细颗粒物(PM 2.5)之间的相关性时,传统方法未能很好地顾及连续数据中包含的非雾霾天气信息的影响,为此本文提出2个数据选取标准——时间标准和空气质量指数(AQI)等级标准,用于获取雾霾期间对应的PWV和PM 2.5序列。为解决数据筛选后不连续的问题,引入一种非参数性质的Spearman秩相关系数ρ,在北京市2014~2016年雾霾多发期,分析不同AQI等级对应时段的非连续等距的PWV和PM 2.5序列的相关性可知,筛选后3 a的ρ在第1、4季度的均值分别为0.6613和0.6280,整体均值为0.6447,表明雾霾天气下PWV和PM 2.5序列具有单调正向的相关性,而传统分析方法(未筛选)下两者的相关系数均较小,表明在对数据进行选取后的分析结果更具针对性和准确性。     

基于压缩感知原理的L1范数AVO反演算法

基于压缩感知稀疏信号采样与重构理论,利用AVO反演方法将传统的L2范数改变为L1范数,反演地下地层在L1范数下的稀疏脉冲反射系数。反演得到的稀疏尖峰将局部地下结构通过有限数量的层状结构的叠加来表示,能够提高纵向精度,与传统的AVO反演算法相比提高了薄层的反演效果且具有一定的抗噪性。数值模型及实际数据的结果表明,基于压缩感知原理的L1范数AVO反演方法更加准确、分辨率更高。     

青藏高原大尺度地表流体的重力效应特征分析

基于2002~2017年三维大气再分析模型、水文模式及GRACE卫星重力数据,采用负荷格林函数和卫星重力反演方法分析青藏高原大尺度地表流体的重力效应特征。结果表明,青藏高原地区大气扣除季节项前后的重力效应峰对峰变化介于1.9~10.7 μGal和1.1~4.6 μGal,其负荷效应呈现出显著的季节性特征;土壤水和积雪扣除季节项前后的重力效应峰对峰变化介于0.9~9.9 μGal和0.7~8.3 μGal,其负荷效应呈现出显著的季节性和年际变化特征;GRACE时变重力场扣除季节项前后的重力变化峰对峰变化介于4.4~24.1 μGal和3.4~18.3 μGal,考虑观测误差、构造运动和信号泄漏误差的影响,其显著的季节性和年际变化反映了多种地表流体的综合影响。     

三河-平谷8.0级地震区浅层三维密度结构反演研究

为研究三河-平谷地震区浅层构造背景、地震孕育机理及地震与构造的关系,利用高精度重力异常数据,采用基于块体生长模式的重力三维反演算法对地震区浅层三维密度结构进行反演,并通过模拟试算验证基于块体生长模式反演方法的有效性和稳定性。高精度布格重力异常显示,三河-平谷8.0级地震位于大兴重力局部高、三河-马坊重力局部高与大厂重力低之间的交汇过渡低值区域。研究区浅层三维密度结构反演结果表明,1679年三河-平谷M8.0地震明显受NE向夏垫断裂控制,断裂两侧密度差异明显且向下延伸约10 km,推测发震部位深约10 km。     

双感应测井资料自适应正则化反演

为了准确获得地层真电阻率,确定地层侵入关系,将非线性反演理论与Morozov偏差原理结合,建立双感应测井(Dual-Induction Log)资料的自适应正则化全参数反演算法。首先根据Tikhonov正则化反演理论,将双感应测井资料反演问题变为含稳定泛函非线性目标函数极小化问题;再利用Gauss-Newton算法确定极小化解。在测井资料的最佳拟合迭代过程中,将Morozov偏差原理及Cholesky分解技术结合,建立一套自适应选择正则化因子方法;最后对大庆油田的实际测井资料进行反演处理。反演结论与试油结果表明,该算法在处理薄层、薄互层时能够取得更为满意的效果。     

基于高斯曲线拟合-FFT方法的南海风场反演

海面风场是海洋学的基本参量,获取海面风场对了解海洋的物理过程以及海洋与大气之间的相互作用至关重要。宽阔的海域面积及复杂的海面状况通常使南海海面上的风场信息很难被及时获取。ENVISAT ASAR是一种全天候全天时监测海面的微波雷达传感器,可实时获取海面风场数据。本文基于已有ASAR数据对南海海面风场进行反演实验,首先将结合高斯曲线拟合的FFT风向反演方法应用于南海风向反演,并参考Cross-Calibrated Multi-Platform （CCMP）风场数据去除180o方向模糊获得海面风向。然后,将高斯曲线拟合-FFT风向与传统的峰值-FFT风向进行对比,最后将准确率较高的高斯曲线拟合-FFT风向分别输入CMOD4模型和CMOD5模型获得海面风速大小。实验结果与CCMP参考数据的比较结果表明,在风条纹不明显的情况下,利用结合高斯曲线的FFT风向反演方法和CMOD4模型风速反演方法可有效地进行南海海面风场反演。该成果对利用SAR数据实时获取南海大面积海面风场信息,尤其是观测点缺乏海域的风场信息,具有重要的指导意义。     

重磁方法在程家村隐伏磁铁矿勘查中的应用

为了验证程家村航磁异常圈闭,对该异常圈闭进行了查证工作,针对该区域铁矿体均呈深部隐伏的赋存状态,以"物探先行,钻探验证"的工作方法开展工作,利用地面高精度磁测扫面确定磁异常圈闭平面形态及位置;对高精度磁测剖面数据进行切线法剖面反演,确定强磁性地质体位置和埋深,再结合重磁剖面联合反演方法,推断强磁性地质体的赋存状态,从而给钻探验证提供依据。通过上述工作,取得了良好的找矿效果,表明重磁方法是深部隐伏磁铁矿勘查中的重要工作手段。     

GPS掩星技术和电离层反演

系统地介绍了GPS无线电掩星技术的发展现状、系统组成和一些关键技术；论述了利用GPS掩星数据进行电离层反演的理论、模型及相应的计算流程．并结合GPS／MET和CHAMP卫星的实测资料，计算了电子密度剖面，与用其他方法所得结果的对比表明．GPS掩星电离层观测具有精度高、覆盖范围大等特点；最后讨论了GPS掩星技术应用于地震前兆监测的机理和前景。