基于Born敏感核函数的VTI介质多参数全波形反演

本文基于VTI介质拟声波方程,利用散射积分原理,在Born近似下导出了速度与各向异性参数的敏感核函数,同时结合作者前期研究提出的矩阵分解算法实现了一种新的VTI介质多参数全波形反演方法.矩阵分解算法通过对核函数-向量乘进行具有明确物理含义的向量-标量乘分解累加运算实现目标函数一阶方向或二阶方向的直接求取,从而避免了庞大核函数矩阵与Hessian矩阵的存储,该方法同时可以大大降低常规全波形反演在计算二阶方向时的庞大计算量.为了克服不同参数对波场影响程度的不同,本文利用作者前期在VTI介质射线走时层析成像研究中提出的分步反演策略实现了多参数联合全波形反演.理论模型实验表明,本文提出的基于Born敏感核函数的各向异性矩阵分解全波形反演方法可以获得较好的多参数反演结果.     

主动源与被动源地震数据插值及联合数据成像

本文提出了两种情况下主动源数据和被动源数据的插值方法,并研究了两种数据在偏移成像中的互补效果.基于互相关法被动源数据重构原理,本文提出了结合多域迭代去噪技术的重构方法.提出了两种时间域主动源和被动源数据的插值方法,分别是共炮点域能量匹配插值和共检波点域最小平方匹配插值.然后对获得的主动源和被动源联合地震数据进行叠前深度偏移成像.在被动源活跃度不是很高的地区进行被动源地震勘探时,少量的主动源地震数据可以有效控制和补充被动源数据的成像效果.在稀疏炮点的主动源勘探中,有效利用被动源的信息能够在成像中增加更多的细节信息,提高成像质量.     

基于加速度传感器数据融合的隧道施工地面沉降监测技术研究

地面沉降的监测和控制一直是制约隧道施工安全的关键问题,目前地表沉降量一般利用水准仪等传统设备、通过人工定期测量获取,无法进行实时动态观测。随着无线传感器网络和微机电系统的高速发展,通过在地表布置无线传感器节点,即可对隧道施工引起的地面沉降进行实时监测。本文对处于盾构施工期的某隧道开展了基于加速度传感器数据融合的地面沉降监测技术研究。首先,在隧道上方和两侧布置了内嵌两套加速度传感器的节点盒,获取原始监测数据;然后,利用旋转矩阵求解其空间法向量,并通过投影得到地表节点在隧道轴向上的倾斜角;最终,通过集中式卡尔曼滤波对上述两类传感器的倾斜角进行融合估计,推导出传感器倾斜角随时间的变化情况。基于该方法,通过布置传感器节点监测网,即可估算隧道施工引起的地表绝对沉降量。     

顾及电离层变化的层析反演新算法

区别于以往GPS电离层层析研究主要关注迭代模型的思路,本文从两方面入手提高GPS电离层层析迭代算法的反演精度:一方面,顾及传统电离层层析迭代模型仅与对电子密度误差起放大作用的GPS射线截距权重相关的不足,提出考虑层析像素格网中的电子密度对GPS TEC的贡献建立新的迭代模型,在不同电子密度像素格网内重新分配GPS TEC 实测值与其反演值之间的差距;另一方面,顾及电离层层析迭代算法中松弛因子对反演结果的影响,提出考虑电子密度变化构造新的松弛因子,抑制传播噪声对电子密度反演精度的影响.实验结果显示,相对于传统代数重构算法(ART),新方法反演的电离层电子密度剖面更接近于电离层测高仪观测的电子密度剖面,提高了电子密度反演精度.     

基于改进的散射积分算法的初至波走时层析

初至波走时层析是获取近地表速度结构的一种常用方法.随着采集技术的不断发展,可使用的数据量迅速增多,传统的基于射线追踪和解方程组的地震走时层析成像方法面临着内存占用大、方程求解不稳定等问题.为了解决这些问题,本文基于前人在波形反演研究中提出的一种改进的散射积分算法,提出了一种预条件最速下降法初至波走时层析.该方法无需存储核函数矩阵与Hessian矩阵即可方便地实现目标函数梯度的计算与预条件,且该方法计算效率高、求解稳定、易于并行.数值实验结果表明,该方法可以获得与传统方法精度相当的反演结果,但所占用的内存大幅减小.     

频率慢度域自适应迭代反演算法压制海上倾斜缆鬼波方法及其应用

海上倾斜缆采集技术具有多样的陷波特征,通过去鬼波处理可获得宽频数据.针对海水面波浪起伏及缆深误差引起的鬼波延迟时间估计误差以及崎岖海底和目的层深度变化使得鬼波和一次反射波的振幅差异系数随偏移距的变化而难以给定一个固定值的问题,本文推导出频率慢度域中鬼波滤波算子以及自适应迭代反演求解上行波算法,该鬼波滤波算子与不同水平慢度对应的鬼波和一次反射波的振幅差异系数以及鬼波延迟时间有关.并基于计算出的理论下行波与实际下行波之间的平方误差最小理论实现自适应反演迭代最优计算该振幅差异系数和鬼波延迟时间.合成的及某海上采集的倾斜缆数据去鬼波处理结果表明,频率慢度域自适应迭代反演算法能较好地去除海上变深度缆鬼波,能达到拓宽地震记录频带目的.     

宝石CT低剂量双相扫描测定肺体积在煤工尘肺患者中的应用研究

目的:探讨宝石CT低剂量双期扫描测定肺体积在煤工尘肺患者中的应用价值。方法:选择30例煤工尘肺男性患者行吸气相与呼气相双期低剂量宝石探测器64排HDCT胸部检查,图像重建采用适应性统计迭代重建(ASIR)技术,并在CT检查后3日内完成肺功能检查(PFT)。从既往行常规剂量64排VCT胸部检查的男性患者中选取30例做为对照组。得出各组图像的噪声和每次扫描的容积CT剂量指数(CTDI,DLP,ED)。两组间图像质量主观评分比较采用非参数Mann-Whitney U检验。以配对样本t检验比较两组间不同扫描剂量及不同呼吸状态下的图像噪声、容积CT剂量指数。采用Pearson相关分析检验全肺各容积指标(Vin,Vex,Vin–Vex,Vex/Vin,Vin–Vex/Vin 100%)与PFT指标(FVC,FEV1,FEV1/FVC%)的相关性。结果:所有图像质量主观评价均在中等评级以上,两组扫描的图像噪声无统计学意义;HDCT低剂量扫描并采用ASIR技术双相扫描剂量之和低于VCT常规剂量单次扫描剂量。煤工尘肺患者的肺容积指标(Vin,Vex,Vex/Vin,Vin–Vex/Vin100%)与PFT指标(FVC,FEV1%,FEV1/FVC%)三者均有比较好的相关性,其中Vex、Vex/Vin与PFT指标的相关性更好(P值均<0.01)。结论:宝石CT低剂量双相扫描肺体积指标可用于评价煤工尘肺患者肺功能,临床应用价值较高。     

关于频率电磁测深几个问题的探讨(七)——解析广义逆矩阵反演法

从目标函数的线性化出发,采用奇异值分解法求广义逆矩阵并适当加阻尼,用迭代法直接解超定方程实现改进广义逆矩阵反演。进一步从理论与实际结合上阐明改进广义逆矩阵反演法的灵活、稳定,它涵盖了多种反演方法的优点,又具有自身特点,在实际应中适应性强,并能提供一些辅助信息,可更好地评价解释结果。     

基于紧凑存储的任意四边形网格有限元法地震波场数值模拟

采用有限元法精确模拟复杂介质条件下的地震波场,一般采用三角单元,但在节点数相同的情况下,三角单元的计算精度不如矩形单元高,采用三角单元模拟复杂界面时,编制确定结构刚度矩阵非零元素位置的程序也较为麻烦。采用矩形单元离散含有倾斜或起伏界面的地质模型时,无法避免绕射噪声,若加密网格又会增加计算量。为此,本文基于任意四边形单元模拟声波的传播,在倾斜或起伏界面条件下,可以有效避免因离散引起的“阶梯状”界面,在不增加计算量以及内存占用的前提下,有效地消除离散绕射噪声。采用对角的集中质量矩阵代替一致质量矩阵,避免矩阵的求逆运算,从而提高显式有限元法的计算效率;对结构刚度矩阵采用紧凑存储格式,每一行需要存储的元素最多为5个,同时零元素不参与运算,既减少内存的占用,又极大地提高计算效率。     

匹配点分布密度约束下的基础矩阵估计

提出一种匹配点分布密度约束下的基础矩阵估计方法。该方法以传统RANSAC方法为基本框架,结合匹配点分布密度约束来选择内点集,并采用M-Estimators方法重新计算基础矩阵。通过模拟数据和真实图像实验表明,本文方法可有效提高基础矩阵的计算精度。