综合电参数在采煤地区拟建城市区地质结构识别及其评价研究

贵州黔西北地区煤矿资源丰富,因煤矿开采导致城市地下地质结构变化从而引发安全问题。城市地下空间是城市未来发展的重要增长极,拟建城市规划区地下空间地质结构的识别及评价工作极为重要。文中提出基于电场理论、采空区氧化还原环境及煤区地质规律,综合电阻率、电流、自然电位等多个电参数对采煤区拟建城市区地质结构快速识别的方法,并对强风化层、老窑采空区、煤矿采空区等地质结构特征进行评价。取得成果与实地踏勘、已有工程一致,可为城区建设场地地质灾害危险性评价和地下空间开发利用提供重要依据。该方法具有无损、高效、绿色、低成本等优势,值得进一步研究推广。

基于LSTM的半航空瞬变电磁资料去噪方法研究

随着干扰电磁环境的因素越来越多,半航空瞬变电磁数据所含噪声的特性难以正确地处理和分析,而去噪是提高瞬变电磁场信号处理和分析精度的重要手段之一。相较于传统的去噪方法大都依赖频率特征、耗时较长以及计算参数难以确定,LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络不依赖频率特征的同时能够很好地处理非线性时间序列。因此笔者将LSTM应用于半航空瞬变电磁数据处理,在一维正演数据添加各类噪声的基础上,分为训练和测试,训练采用监督学习方式进行,从而捕获信号的特征和结构信息,测试阶段也采用监督学习方式进行,利用有标签训练数据对网络进行优化进一步提高去噪效果。最后将测试效果良好的模型应用于实际资料中,结果表明此方法能够有效地去除晚期道中的噪声,是一种能够用于半航空瞬变电磁数据去噪的可行手段。

飞行高度同时反演的固定翼航空瞬变电磁一维反演

航空电磁测量记录中,不仅感生电动势测最数据有观测误差,而且高度计测量数据也有误差,直接进行常规反演往往导致反演结果不可靠,研究飞行高度数据有误差下的反演算法具有实际意义.本文以层状模型的固定翼时间域航空电磁多分量理论响应数据为例,提出了两种针对飞行高度计记录数据有误差时的正则化反演算法,一个是自适应正则化反演方法,另一个是约束优化反演方法,结合光滑化模型约束方式,将飞行高度作为一个待反演参数与电阻率参数一并反演,以获得更可靠的解释结果.第一种算法侧重于已知的地电信息相对较少的一般情况下的反演,只要给定初始飞行高度值和初始均匀半空间模型的电阻率值,即可稳定地同时重构地下介质电阻率和飞行高度.反演中正则因子由自适应的方式获得,并用奇异值分解法解反演方程.而第二种算法则用于先验信息较多的特殊场合,可事先设定反演模型参数及飞行高度参数的上下限范围,并通过有限内存拟牛顿约束优化方法搜索可行域里的最优解.用多层介质模型的理论响应数据加入不同水平噪声后进行反演试算,对使用不同飞行高度初值和不同约束参数时的反演结果作对比分析.结果表明,无论飞行高度值偏高或偏低,两种算法均能稳定有效地重构地下介质电导率分布和飞行高度值,但飞行高度初值不准会降低反演的收敛速度;文章的一个算例显示,在飞行高度初值偏低15 m下,第一种算法在第10次迭代后的解释高度与真值的误差小于0.3 m,第二种算法在参数约束下,第6次迭代以后的各次迭代的飞行高度值在119.4～121 m之间,其平均值与真值的误差不足0.2 m.

大地电磁概率成像的效果评价

从数学和物理角度对大地电磁概率成像方法进行详细的分析.理论分析结果表明,扫描函数在概率成像中起着关键的作用;影响概率成像效果的三个因素是扫描函数的定义是否合理、提取异常的方法是否合理以及概率成像的强多解性;对一些间隔较远、埋深较浅的简单模型,概率成像的效果也较好,而对复杂模型,受上述因素的影响,其概率成像效果有待改善.最后用理论模型对上述结论进行了验证.

大地电磁概率成像及其改进方法的成像效果评价

从理论机理角度对大地电磁(MT)概率成像方法的成像效果进行了分析。分析结果表明,MT概率成像方法不能对复杂地质体进行较高分辨率的反演成像,为此,对成像方法进行了改进。大地电磁微分场概率成像方法是基于归一化大地电磁场的微分,因此更能突出异常场分布特性,将大地电磁场概率成像的发生概率函数改进为实测电磁场值函数与相应扫描函数微分函数的归一化互相关函数,改进后的方法不再需要求背景电磁场值,而且提高了成像效果;面感应源概率成像方法是将线感应源的概率成像推广成面感应源的概率成像,能以较高的分辨率对多个水平方向或垂直方向上的电导率不连续界面进行成像。最后给出了用改进的方法对理论模型进行成像的例子,并与改进前的成像效果进行了比较。

测高数据不准时的直升机航空瞬变电磁一维反演方法理论研究

航空电磁勘探中,高度计显示的发射线圈高度数据往往是不准确的,这可能会影响反演结果,出现假异常现象。针对这一情况,提出了一种高度计数据不准确条件下的航空瞬变电磁资料一维反演方法,在重构地电参数的同时也对发射线圈高度值进行校正。由于航空电磁反演问题是典型的病态问题,使用正则化反演方法,正则化因子由数据目标函数与模型目标函数之间的关系以自适应方式给出,使得反演迭代能稳定进行。以直升机航空瞬变电磁资料反演为例,用理论模型响应数据加入噪声进行反演,结果表明,无论初始高度值是高于真值还是低于真值,该反演方法均能够较好地重构地下介质参数和发射线圈高度值;作为反演初值的发射线圈高度测量值越准确时,反演迭代收敛速度就越快,反演效果也越好。

垂直岩脉的大地电磁响应研究

对垂直岩脉的大地电磁响应进行解析推导,给出了TM极化和TE极化下高阻基底与低阻基底的垂直岩脉视电阻率解析公式,并通过对计算结果的分析,概括出垂直岩脉的大地电磁响应之视电阻率曲线特征。

中心回线式直升机TEM资料的电导率-深度成像方法

以理论上的中心回线式直升机航空瞬变电磁系统为例,提出一种快速的电导率-深度成像方法,将感生电动势瞬变响应数据变换为地下介质电导率-深度断面。该方法针对成像计算中视电导率非唯一性问题和成像深度难以确定的困难,首先给出一个关于均匀半空间模型电导率?的数据函数?(?)的变换公式,由此建立数据表???来查询视电导率值,可以得到可靠的视电导率值。其次用均匀半空间中的感应电场最大幅值对应深度值来定义视深度,建立视电导率-视深度的数据表,并在2个相邻时间道期间的最大电场深度变化的基础上定义成像深度,从而导出CDI结果。该方法的特点是理论简单、物理意义明确,且利用了数据表查询技术大大提高了计算速度,使得实时CDI处理成为可能。最后用理论模型进行试算,结果表明,电导率值的查询范围宽至10-4～102S/m时,高阻薄层、低阻薄层及二维目标体模型均有较好的成像效果。

电场扩散深度法估计固定翼航空瞬变电磁的探测深度

在固定翼航空瞬变电磁系统研制中，系统的探测深度是一项关键的技术指标，需要采用可靠的方法计算它，为系统设计与论证服务。提出一种电场扩散深度法，其估算的系统探测深度大小不受目标层厚度及电性的影响，将系统的探测深度定义为观测响应值高于3倍噪声水平的条件下，地下介质中感应电场幅度的最大值对应的深度。模拟了电场在均匀半空间模型和层状模型中的扩散过程，并根据模型响应大小分析了不同噪声水平和发射磁矩下的系统探测深度，绘制了模型的电导率、噪声水平与探测深度之间的关系曲线，给出了提高系统探测深度的建议。研究思路可用于其它估算电磁法的探测深度，研究结论对固定翼瞬变电磁系统设计有理论指导意义。

水平层状介质条件下的井地电磁场响应计算

本文以垂直电偶极子矢量磁位的Sommerfeld积分表达式为基础,导出各含源层垂直分段电流源的电磁场沿导线方向的积分计算公式,进而得到各垂直分段电流源的电磁场。对各分段电流源的地面电磁响应进行叠加即可得到其井地电磁响应,从而将一维井地电磁正演问题简化为计算层状介质中垂直有限长电流源的地面电磁场问题。文中给出的算例验证了结果的可靠性,并与常规有限长电流源离散成多个小电偶极子源的近似方法计算时间及计算精度进行了对比,结果验证了算法的可靠性和高效性。

电磁导数场概率成像方法研究

电磁导数场概率成像方法是一种侧重于识别地质异常体的成像反演方法。它基于归一化的电磁场的偏导数更能突出异常场分布特性,将电磁场概率成像的发生概率函数改为实测电磁场场值函数与相应的扫描函数各自的导数函数经归一化后的互相关函数。用新方法对几个理论模型进行成像,成像结果显示:改进的概率成像方法使得高概率更加集中于异常体区域,并且不再需要计算背景场,使概率成像方法对复杂地质体成像成为可能。

用扩散电场法估算CHTEM-I系统的探测深度

时间域航空电磁系统的探测深度是一项关键技术参数,在系统研制设计和资料解释中都有重要作用.当目标层与围岩电性差异不大或目标层引起的异常响应不明显时,常规的估算探测深度方法不再适用,为克服这种缺陷,本文提出了一种系统探测深度的估算方法,该方法通过模拟电场在均匀半空间模型和层状模型中的扩散过程,记录电场最大幅值在地下的瞬时位置,将系统的探测深度定义为观测到的响应值等于给定的噪声水平时,对应时刻的地下介质中感应电场幅度的最大值对应的深度.论文以我国自主研制的直升机时间域航空电磁系统CHTEM-Ⅰ为例,根据对不同条件下的计算结果的分析,给出了探测深度与模型电导率、飞行高度和噪声水平之间的关系曲线,并总结出一些能够提高系统探测深度的建议.结果表明半空间模型电导率在0.000295～0.0422 S/m范围内,CHTEM-Ⅰ系统可以在噪声水平与t-0.5成正比条件下达到300 m的探测深度.本文方法的估算结果不受模型层厚薄,或目标层与围岩电性差异小等因素影响,因而具有较高的实用性.文中的结论对时间域航空电磁系统设计有理论指导意义,也可用于其它时间域电磁勘探系统探测深度的估算.

磁偶极子源航空瞬变电磁对飞行高度的响应特征

根据A.A.考夫曼推导水平层状介质表面上磁偶极子电磁场表达式的思路,推导出了水平层状大地上方磁偶极子电磁场的表达式,采用两层和三层典型层状大地模型,研究了不同飞行高度的电磁场响应特征。计算结果表明,飞行高度的变化直接影响测点的电磁响应大小。

井地电磁响应的物理模拟实验研究

基于井地电磁理论和电磁物理模拟相似准则,在室内水槽环境下模拟井地电磁法响应,用掺杂少量石墨的水泥板置于盐水中模拟油气等高阻的目标体,将垂直有限长电流源穿过模型体,并溃入周期性正负方波电流脉冲,在水面上测量其电场。通过计算一次谐波的背景电场和总电场的频率响应,得到模型的异常场频率响应曲线。结果表明,y轴方向异常场曲线具有以源为中心的双峰特征,反映了异常体的分布。该模拟实验为井地电法圈定油气提供了实验依据,也可为检验三维数值模拟结果提供参考。

2.5D-FDTD数值算法的建立和模拟

本文提出并建立了2.5D-FDTD数值分析方法;通过与解析解及常规FDTD算法的比较,验证了该算法的正确性,显示了该算法的优越性;通过加入三维矩形口径面超宽带天线,实现了对地下埋藏目标体的识别,进一步说明了该方法的可行性和实用性.

灾害救助超宽带电磁生命探测方法的模拟研究

将超宽带电磁探测技术引入灾害救助方法技术之中,以充分发挥其穿透障碍物能力强、探测距离大、分辨率高和携带目标信息量丰富等优势。为了研究超宽带电磁波在有障碍物下的探测目标人体的可行性,论文以穿墙探测障碍物后的生命体模型为例,使用时域有限差分方法模拟超宽带电磁波的三维传播过程;给出一个呼吸周期内的人体胸部几个变化状态下的人体回波信号的模拟结果,给出多个状态下的微动信号的加强积分曲线。模拟结果显示了超宽带电磁波能高分辨率地反映墙体与障碍物后面的目标人体,能检测到人体呼吸所致的胸部运动信号,因而超宽带电磁探测技术用于灾害现场生命检测是理论可行的,在穿透墙体及障碍物方面具有独特优势。研究成果为城市灾害以及紧急事件现场生命救助提供了电磁探测方法与数理模拟技术,并为建立一种新型、非接触、有效的灾害救助实用技术打下了基础。

负载敏感变量泵启动噪声分析与试验研究

针对负载敏感变量泵启动时有规律的噪声问题,分析其可能产生的原因,通过对负载敏感变量泵控系统的数学建模,研究启动噪声发生机理,提出解决泵的启动噪声的若干方法。最后通过试验验证,有效解决了泵的启动噪声问题。

十堰地区艾滋病疫情流行特点及流行趋势调查分析报告

我市于1998年8月4日发现首例HIV感染者，截至2009年10月底，全市累计报告HIV感染者（或病人）306例．发病187例，死亡99例，艾滋病疫情呈现逐年上升趋势，传播途径由开始单一卖血途径转为血途径、母婴途径、性传播、吸毒途径等复合性传播模式。为有效遏制艾滋病疫情流行与传播，制定切实可行的防控对策和措施，最大限度降低艾滋病的危害，我们对1998年-2009年艾滋病疫情进行了全面分析。

成人高等学历教育弹性学分制下教务管理信息系统的构建

弹性学分制打破了传统学年制教学管理制度,现行学年制教务管理信息系统已不能满足弹性学分制下教务管理的需求,通过成人教育在弹性学分制下教学管理、学籍管理、教学计划管理、班级管理及信息管理等方面的教务管理实践,提出了一套基于Client/Server(C/S结构)和Browser/Server(B/S结构)组合结构模式的教务管理信息系统体系结构。