角度域广义Radon变换多参数非迭代线性反演

基于Born近似的线性反演是当前流行的定量化地震成像与反演方法, 然而, 现有线性反演方法存在多种不可避免的问题, 比如迭代计算成本过高, 背景模型依赖, 以及多参数提取不确定/不稳定.为避免这些问题, 本文提出了角度域广义Radon变换(AD-GRT)多参数非迭代反演方法(2D声波双参数介质).AD-GRT是一种地震数据与角度域模型之间的积分变换, 该角度域模型能够保留地震散射数据的完整信息.基于该角度域模型, 地震数据可被精确重建, 即使背景模型是错误的.介质双扰动参数可在角度域模型中准确且稳定提取.为解决传统角度域离散方法存在的幅值震荡和不连续问题, 设计了两种有效的角度域离散单元分裂方法, 实现了平滑连续的角度域幅值提取.为提高AD-GRT反演的分辨率, 考虑了震源子波反滤波.利用三个数值模型验证了AD-GRT在角度域模型反演、数据重建、多参数提取方面的有效性.

     

基于自动微分的图空间最优输运全波形反演

全波形反演能够利用地震波场信息进行高分辨率地下介质速度建模,具有精确刻画模型细节特征的潜力.传统的全波形反演以L2范数作为目标函数,逐样本比较观测地震数据和合成地震数据之间差异,利用伴随状态法求解梯度.由于全波形反演是高度非线性的,当初始模型不准确时,反演结果容易陷入局部极小值.本文提出使用具有全局比较能力的图空间最优输运Sinkhorn距离作为目标函数.图空间Sinkhorn距离对信号时移和振幅变化具有较好的凸性,能够解决反演过程中的周期跳变问题.利用理论指导的数据科学算法将全波形反演问题转化为深度学习优化问题,偏微分方程约束用于优化波动方程中表征介质地球物理性质的模型参数.反演过程中采用自动微分计算梯度,并利用Adam优化算法对模型进行更新.模型测试结果表明本文方法能够取得较好的反演结果,并且具有较强的噪声鲁棒性,对于震源子波和初始模型的依赖性较低.

     

华北定点形变的小波分析与地震活动研究

利用小波分析方法对华北地区１９９０ 年到１９９８ 年的多台定点形变观测资料进行了分析计算,并将计算结果与该地区的地震活动进行了对比分析,同时讨论了不同阶的小波分解结果的物理意义及其与地震之间的对应关系。认为小波分解本质是窗口加权滑动平均,能有效地对各种不同频率成分的形变按不同的频段分离,为识别地震形变异常提供一种新的手段。在空间分布上,地形变的变化幅度与地震活动强度相对应,即在华北西北部地震活动性较强的包头、张家口一带,台站形变的强度明显高于华北东南部地震活动性较弱的泰安、营口等地区。在时间分布上,张北ＭＬ６ ．２ 级地震前大约两年东西方向的形变振幅随时间变化明显加大。     

Tetrolet域利用时空相关性的云图压缩感知重建

针对卫星云图数据量大,但传输通道和存储空间相对狭小的问题,本文基于Tetrolet变换,利用相邻时次云图的时空相关性,实现了一种高重构质量的卫星云图压缩感知方法。该方法将善于表达图像方向纹理及边缘信息的Tetrolet变换引入压缩感知的稀疏表示环节,从而很好地体现了卫星云图细节丰富、纹理结构复杂的特性;同时,考虑到卫星云图序列间的相关性,将时间相邻的卫星云图组成图像组,以中间时刻云图作为参考图像,计算其与相邻时次云图的差异,通过在参考图片及序列差异图片间合理分配采样率,获取测量数据,在压缩感知框架下,采用带平滑处理的投影Landweber算法,重构出相邻时次的图像组。实验结果表明,Tetrolet变换适用于卫星云图的稀疏表示,而且图像组时空相关性的利用可显著提高重构云图的视觉效果及客观评价指标;在采样率低于0.2时,红外1、水汽和可见光3个通道重构云图的峰值信噪比(PSNR)较传统方法平均提高了7.48 dB,13.51 dB和6.15 dB。由此可见,本文方法可以通过获取少数随机测量值,重构出高质量的卫星云图,不仅为云图数据的低比特率压缩提供了一种可行的解决方案,而且对于其他序列图像的压缩采样具有借鉴意义。     

基于目标灰度的土地利用变化信息边界提取

为了提高大区域土地利用变化信息提取效率,本文在变化信息自动发现的基础上,基于目标灰度信息,研究遥感影像中土地利用变化信息的边界提取方法.由于研究对象是大区域中的小目标,无法直接利用灰度直方图寻找分割目标的灰度分布范围.本文提出了一种典型区域法,方法是利用区域中分割目标密集的多个典型小区域的灰度直方图计算所有目标的分割阈值.由于影像中地物众多,为了减少噪声的影响,提高计算速度,先利用双阈值分割法对目标进行粗分割,再对其进行小波变换,利用其模值,以及结合目标灰度信息,可以将目标边界快速地提取出来.     

小波变换在识别储层流体性质中的应用

根据小波变换的特点提出一种识别储层流体的新方法. 本文假设测井所得的信号为地层微观孔隙结构、地层流体性质及岩性和岩相等各部分的综合贡献之和，不同的储层中小波分析的能量谱特征不同，因而通过对已知储层模型进行小波能量谱分析，可得到各种储层的特征能量谱，根据这些储层特征能量谱就可以对待划分的储层段进行储层流体性质判别.     

Multi-Scale Texture Modeling

Patterns of crystallographic preferred orientation are referred to as texture. The specific subject of texture analysis is the experimental determination and interpretation of the statistical distribution of orientations of crystals within a specimen of polycrystalline material, which could be metals or rocks. The objective is to relate an observed pattern of preferred orientation to its generating processes and vice versa. In geosciences, texture of minerals in rocks is used to infer constraints on their tectono-metamorphic history. Since most physical properties of crystals, such as elastic moduli, the coefficients of thermal expansion, or chemical resistance to etching depends on crystal symmetry and orientation, the presence of texture imparts directional properties to the polycrystalline material. A major issue of mathematical texture analysis is the resolution of the inverse problem to determine a reasonable orientation density function on SO(3) from measured pole intensities on , which relates to the inverse of the totally geodesic Radon transform. This communication introduces a wavelet approach into mathematical texture analysis. Wavelets on the two-dimensional sphere and on the rotational group SO(3) are discussed, and an algorithms for a wavelet decomposition on both domains following the ideas of Ta-Hsin Li is given. The relationship of these wavelets on both domains with respect to the totally geodesic Radon transform is investigated. In particular, it is shown that the Radon transform of these wavelets on SO(3) are again wavelets on . A novel algorithm for the inversion of experimental pole intensities to an orientation density function based on this relationship is developed.     

Damage Detection Methods for Offshore Platforms Based on Wavelet Packet Transform

1 .IntroductionInthe whole service period of the platforms ,some damage is unavoidable due to the corrosion,impact ,fatigue and so on.The damage whould cause the structures’ultimate capacity and safety de-crease .Presently,it is generally acceptedthat the detection of damage involes considerable statisticaluncertainties,thus lot of efforts is made for the damage probalility model ,for example Song and Lu(1996) usedthefuzzy-settheoryto estimatethe humanerrorsthroughthe definitionof inspection…