重磁遗传算法三维反演中高速计算及有效存储方法技术

将地下场源区域规则划分成很多小长方体单元 ,并且通过反演确定这些单元的物性变化 ,勾画出场源的分布图像 ,这种方式逐步成为重磁反演 ,特别是三维反演的重要方向 ;遗传算法等非线性技术进行该类反演将逐步成为发展趋势 .本文指出 ,在应用遗传算法进行该类反演过程中 ,隐含着数据量较大时超常规的计算量 ,它已成为制约该类反演充分发挥作用的瓶颈问题 ;同时 ,本文提出了针对性的分离并存储几何格架的计算策略、以及独特的几何格架等效压缩存储技术 ,可以从根本上提高非线性反演计算速度 ,为该类反演的有效应用奠定了坚实的基础 .

重磁位场转换计算中迭代法的综合分析与研究

处理转换计算在重磁资料解释中发挥着重要的作用,但一些计算如向下延拓、化极等有时是很不稳定的,在频率域中则表现为其转换因子具有明显的放大作用,所以其FFT理论计算结果是不稳定的.因此,很多研究工作都是围绕增加计算的稳定性、提高计算效果进行的,其中迭代法是近来在研究中受到普遍重视的方法技术,并取得了较好的成果.但也存在对迭代法研究还不够深入,对其存在的缺点认识不够充分、客观等问题,例如,迭代法进行延拓及化极等计算时,对一些具体应用虽能在一定程度上获得较好的计算结果,但却存在计算结果并不会随着迭代次数的增加而得到持续改善的问题,对于原本不稳定的计算,迭代法在迭代次数比较大时,所得的结果依然是不稳定的.为此,本文在对迭代法进行分析研究的基础上,进一步推导了迭代法的通式,并分析了对迭代法收敛性影响的各种因素.分析结果表明:迭代法收敛到FFT理论直接计算结果的决定因素是计算过程中如何选择原始数据到目标数据的映射函数;在选择了合适的映射函数的情况下,迭代次数不仅仅是决定计算成本,而是决定结果好坏的关键因素;增加迭代次数虽然能够使计算收敛到FFT直接计算理论结果,但如果该理论结果本身就是不稳定的,则迭代法计算如果收敛,也是收敛到一个不稳定的结果.所以针对位场处理转换中一些不稳定计算采用迭代法,并没有从根本上解决计算的不稳定性问题.

低纬度磁异常化极方法——压制因子法

磁异常化极转换是磁异常解释的重要基础 ,针对频率域磁异常化极现状 ,本文对低纬度化极的困难原因进行了深入分析 ,并提出了针对性的化极措施———压制因子法 .与已有研究比较 ,该方法具有简单直观、控制参数少因而便于实际操作的特点 ,模型计算表明了方法的有效性 .在我国南海低磁纬度地区实测磁异常的计算解释中 ,应用该化极方法 ,取得了良好的效果 .

重磁异常三维物性反演随机子域法方法技术

本研究针对三维物性反演中存在的困难和问题,提出三维物性反演的随机子域方法技术,首先是将正反演中保持不变的几何格架分离计算并存储,避免重复计算,从而提高正反演计算速度;其次是利用对称性等实现等效计算,明显降低格架计算和存储要求;再通过随机子域方式,降低反演的维数问题;另外,通过概率方式控制子域生成的分布,实现约束新机制.模型和实例计算表明了方法技术的效果,为大面积重磁数据的三维反演提供了有效的途径.

直接阻尼法低纬度磁异常化极技术

在中低纬度区 ,磁异常化极是磁测资料解释的一项基础性工作。为了克服在低纬度区磁化极不稳定的问题 ,出现了多种磁化极方法。本文提出了阻尼法化极技术 ,该方法具有物理意义明确、操作简单直观、控制参数少等特点。经单个模型和组合模型计算检验 ,表明此法不涉及复杂的参考模型设计 ,也没有复杂的反演过程 ,不仅便于实现 ,而且易于处理大数据量的数据 ,化极结果可以达到目前化极研究的最好水平。

欧拉反演方法分析及实用技术改进

欧拉反演是重磁资料反演解释的重要方法。在深入研究的基础上,针对欧拉反演存在的问题提出了具体的技术措施:水平梯度滤波准则、距离约束评价准则、聚集度约束评价准则等方法,从而使三维欧拉反演的适用能力得到很大加强,使欧拉反演方法技术进入实用化阶段。

重磁反演约束条件及三维物性反演技术策略

重磁资料反演与其他地球物理反演一样也存在严重的多解性 ,要想得到好的结果 ,必须附加约束条件 ,而且尽可能是各种约束的组合。三维反演中多解性更加严重 ,同时与约束的结合又更加艰难。非线性的广义随机算法使反演求解过程稳定 ,约束条件容易结合 ,但计算速度和维数困难同样制约其发挥作用 ,采取针对性措施后 。

综合利用位场及其垂直梯度的快速样条曲化平方法

如何准确地求取位场观测异常ΔT及其垂直梯度沿地形切线方向的导数是综合利用ΔT及其垂直梯度进行曲化平的关键。为此本文提出应用三次样条函数及其求导的方法进行曲化平。该法的基本思路是：选择双三次样条曲线函数代替样条曲面函数，即对测线方向和基线方向分别用三次样条函数进行拟合；再利用样条函数求导求得观测场的垂向二阶和三阶导数；最后利用泰勒级数计算出某一平面上的近似场值，达到曲化平的目的。模型计算表明，该法理论正确、精度较高、运算速度较快、能充分发挥梯度测量的效果。

低纬度化极应用迭代法的技术条件分析

针对现有的磁赤道地区磁异常迭代化极方法进行了分析,重点研究了迭代计算中的关键因素———映射函数的选择对迭代收敛性的影响,通过改变映射函数将其推广到除赤道外的其它低纬度条件的化极,并进一步给出了不同磁纬度地区的收敛条件。经过模型计算和实测磁异常验证,改进后的方法既适用于磁赤道也同样适用于其它低纬度地区,并且在保证化极效果的基础上提高了迭代计算的效率。

位场转换的抽样分组法

在重磁资料解释中，为了突出有用的异常，区分不同的异常源，往住要在频率域进行位场转换处理。由于转换因子具有的高频放大作用，造成了位场处理的不稳定性，因此要附加滤波器压制高频干扰。我们通过研究发现，采样点距也是决定位场处理稳定的一个重要因素。为此，提出了抽样分组法，即对离散数据进行等间距抽样重新分组，每一组作为独立的部分进行转换处理，最后将每组的结果合成，还原为要转换的结果。该法在不损失原始观测信息的情况下，改善了转换因子，有效地提高了位场转换的稳定性。解析延拓等模型计算表明，此方法简单易行，效果明显。

滑动窗口混合加权法磁异常保真去噪研究

实测磁异常通常含有明显的噪声干扰,常用的滑动窗口平均滤波法虽然有明显的去噪效果,但对有意义的异常信号也会造成明显的幅值和宽度上的失真.S-G平滑滤波法具有异常形态保真的优点,但在平稳区的去噪效果欠佳.本文提出异常评价识别具体方法,并据此将平均法与S-G法动态加权融合,从而实现了既能对异常区进行信号的保护,又能在全区达到有效去噪的目的,为磁异常的有效去噪形成简单而有效的方法.

重磁遗传算法三维反演中动态数组优化方法

将地下场源划分成很多规则小单元 ,并且反演这些单元的物性变化是重磁反演 ,特别是三维反演的重要方向。在应用遗传算法进行该类反演过程中 ,隐含着数据量大时高维动态数据内存管理问题。为此 ,作者在本文中提出了简单。

克服低纬度化磁极困难的有效方法

低纬度地区（尤其是磁赤道附近）磁场化极是长期以来没有很好解决的问题。这里提出的方法只时常规化极稍加改进，通过时化极因子的频点偏移，避开无界点，使化极结果改善很大，甚至在赤道上也可以化极。它既有很高的精度，又因仍是在频率域内进行，故计算方便、快速。

虚心求教 精心耕耘

作为一名刚步入讲坛的青年教师,通过几年的专业课教学实践,我深深的体会到,在教学中应作到“虚心请教,精心准备,结合前沿”。 一、虚心请教 青年教师,尤其是刚步入讲坛的青年教师,由于没有授课经验。

根据重力数据研究黄海周边断裂带在海区的延伸

根据黄海及周边地区的布格重力资料 ,通过解析延拓、目标场提取、任意水平方向导数计算、离散小波变换等处理 ,得到各种有关断裂的信息 .经过与地质资料综合分析 ,选择1 2 3°E经线为典型剖面 ,以地震资料建立初始模型 ,对该剖面进行重力正反演迭代拟合 ,最终得到各模块的密度参数及分布 ,并在此基础上分析了研究区主要断裂的地质地球物理特征 ,给出了研究区的断裂带、块体结合带分布图 .重点对朝鲜半岛西缘断裂带和五莲—青岛—荣城断裂带进行了讨论 ,提出五莲—青岛—荣城断裂带并未进入朝鲜半岛与临津江断裂带相连 .认为朝鲜半岛西缘断裂带西侧属于扬子块体的部分曾受北向应力作用向北发生了平移 .由五莲—青岛—荣城断裂带和南黄海北部断裂带。

金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展

地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求.“十二五”国家高技术研究发展计划(863计划)资源环境技术领域设立了“深部矿产资源勘探技术”重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍“深部矿产资源勘探技术”重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.

黄海深部结构与中朝—扬子块体结合带在海区位置的地球物理研究

以黄海及其邻区为研究对象 ( 32～ 4 2°N ,1 2 0～ 1 30°E) ,以研究区的空间重力异常、布格重力异常和地震层析成像数据为基础 ,在研究区中分辨出方向各异的主要断裂带并给出它们的分布。对在朝鲜半岛存在的一条近SN向分布的断裂带进行了重点讨论。根据重力数据、莫霍深度分布特点和层析成像的结果 ,认为该断裂带的两侧应属于不同的构造地质单元 ;提出该断裂带与五莲—青岛断裂带和济州岛南缘断裂带一起组成了中朝与扬子块体在黄海海区的边界结合带的认识 ;并推测在三叠纪的晚期 ,沿郯庐断裂带和该断裂带曾分别发生过左旋和右旋走滑。受SN向挤压应力的作用 ,(下 )扬子块体被平移嵌入到中朝块体之中。因此 ,两个块体在海区的结合带为一个巨大的“Z”

重磁异常反演的拟BP神经网络方法及其应用

把神经网络与重磁异常反演理论相结合，提出了用于重磁反演的一种拟BP神经网络方法．基于3层神经网络结构，把隐含层神经元设定为三维空间物性（磁化强度或密度）单元．对实测与理论重磁异常经S型函数变换，采用自动修改物性单元物性值的拟BP算法，反演三维空间的物性分布．利用该网络对理论模型数据和内蒙古某花岗岩体上的航磁资料进行了反演计算，取得了满意的反演效果．

苏北大陆科学钻探靶区岩石物理性质

对苏北地区主要岩石物性的调查结果发现 ,科学钻探的目标体榴辉岩有很大的密度 ,与其他围岩的密度差达 0 9× 1 0 3kg/m3,具有重力勘探的物性基础 ;除角闪石化榴辉岩的弹性波速与围岩相近外 ,榴辉岩的弹性波速高于其他围岩 ,地震勘探在该区应是一种有效的勘探方法 ;就磁性而言 ,榴辉岩的磁性介于围岩磁性之间 ,与围岩磁性没有明显区别 ,但金红石矿化榴辉岩的磁性有明显差别 ,因此磁法勘探在该区受到岩石组成复杂性的限制 .

改进的重力归一化总梯度法及其在胜利油区油气藏探测中的应用效果

提出处理并解释高精度重力数据的改进的重力归一化总梯度法 ,给出三维空间的重力归一化总梯度(GH)计算式。用非均匀密度情况的二维球冠模型近似表示背斜型油气藏 ,理论模型计算结果表明 :GH 场特征取决于计算所用的谐波数 (N) ,还与计算剖面长度 (L)或计算范围有关 ,L是背斜底部深度 1 0倍时的最佳N值为 1 0 ,L仅是目标深度的 2倍时不能反映深部的低密度体 ;相邻构造引起的重力异常叠加可能使存在低密度体的“两低夹一高”标志不再存在。在济阳坳陷胜海工区、大北工区高精度重力资料的多次处理过程中 ,以地震、钻井资料为约束 ,根据GH 三维分布探测油气藏 ,获得良好效果 ,应用探测结果部署的探井发现了高产气层。胜海工区和大北工区GH 极小值与钻井资料的符合程度约达 70 % ,证实GH 极小值水平分布图可以比较可靠地显示较厚且埋藏较浅的与油气藏有关的低密度体的存在及位置 ,为地震及其它物探工作的详细部署提供依据 ,在有利的条件下还可近似估计低密度体深度范围 ,为探井设计提供依据。图 6表 1参 1 1 (王孝陵摘 )