由遥感资料反演介质应力状态的原理与数学方法

实验证明 ,当物质 (体 )受到应力作用时 ,应力能够引起物质 (体 )电磁辐射能量发生改变 .遥感器接收到的电磁辐射能量是由受载物体自身温度和应力共同引起的总辐射能量 (观测值 )组成 .如何将二者定量地分离开 ,进而反演介质所处的温度状态和应力状态 ,在地震预测预报、大型岩土工程稳定性监测中 ,是一个具有实际意义的问题 .本文详细论述了如何采用多波段遥感观测 ,通过数学手段将二者分离并反演应力的方法 。

场匹配处理法反演介质层系声参数

采用场匹配处理法反演层系介质参数，在匹配处理前先对层系模型参数进行预估。参数预估将大大地减少匹配运算时间。

介质密度反演偏导矩阵的精确计算方法

实现反演偏导矩阵的计算是基于导数最优化反演方法的关键,然而目前的地震反演几乎都是基于Zoeppritz方程近似实现的,使计算精度和适应范围受到限制.本文利用Zoeppritz方程建立了反射系数对地层介质密度比偏导方程,导出了Zoeppritz方程矩阵元对介质密度比的导数.通过求解偏导方程获得了反射系数对介质密度比偏导数的精确计算(考虑了速度中含介质密度的问题).利用数值算例分析了反射系数对介质密度比偏导数的变化特点.本文采用直接解法求解偏导矩阵方程组,获得了快的计算速度和高的计算精度,为实现地层介质密度反演(包括大角度反演)提供了偏导矩阵的计算方法.

用遗传算法反演一维声波介质

局部线性化的反演方法不仅在初始模型远离真值时收敛速度慢,而且往往易陷入局部极大值中,而遗传算法(GA)便能解决这一问题,它是一种全局搜索法。虽然它同模拟退火法一样利用转移概率进行搜索,但其收敛速度一般比模拟退火法快。本文引进了多个目标函数进行综合评价和灾变过程,用单道地震道对一维声波介质的速度和密度同时进行了反演,并反演了加噪地震道和含薄层介质模型,取得了满意的效果。

相干光通过空间反演对称介质作用后的压缩性质

本文分析研究相干光与具有空间反演对称非线性介质作用的压缩性质。对于一种非线性介质 ,其势能具有空间反演对称性 ,在此情况下介质的偶次极化率为零 ,对介质极化起主导作用的是它的三次极化率。因此 ,单模光场与此介质相互作用的哈密顿量正比于光场的湮灭算符与产生算符和的四次方。也就是说我们在计算相干光通过这种具有空间反演对称介质时考虑到所有的能量非守恒项的作用。对于一单模光场 ,我们定义两个无量纲的正交振幅算符 ,它们分别与坐标和动量算符成正比。利用海森堡运动方程 ,我们得到这两个正交算符的方程 ,并算出其近似解 ,然后计算这两个量的量子涨落。结果表明 ,可通过调节耦合常数 ,入射平均光子数 ,入射光频率 ,相互作用时间等参数来控制光场振幅算符分量的压缩性质。

基于反射信号时域重构的探地雷达超薄层状介质参数反演方法

探地雷达实际应用场景中介质表面往往存在着其他覆盖物,将会严重影响实际探测效果,如冬季路面表面的冰层、沥青铺路时防止沥青混合物粘在滚筒表面而喷出的水汽层等,且这些覆盖层的厚度较薄,通常小于探地雷达可分辨的最小厚度。因此,本文提出了一种基于反射信号时域重构的层状介质参数反演方法,利用广义反射系数建立雷达发射回波的时域模型,再通过遗传算法对模型的代价函数进行优化进而反演出覆盖物薄层的参数。最后,通过时域差分工具gprMax仿真软件模拟沥青混凝土实施铺路场景,对所提算法的有效性和准确性进行验证分析。

一种反演地下介质参数的新算法

在探地雷达实际工程应用中,介质参数(主要是介电常数)是使用者正确定位地下目标深度或介质层厚度所必需的数据。该文提出一种基于MUSIC谱估计的地下介质参数反演算法,该算法通过对LFMCWGPR回波信号的时延和幅度估计,计算出精确的介质参数并进一步得到正确的地下介质结构。仿真结果表明:该文提出的反演算法在反演精确度上远远优于传统的电磁反演算法。

大地电磁连续介质反演在庐枞矿集区的应用

在大地电磁数据一维反演方法中,用简单的层状模型来描述地下介质的电性分布是不符合实际情况的,模型空间对比法就是基于对模型的直接修改而不是参数的修改来做的反演。这种方法不仅避开了灵敏度矩阵和线性方程组的求解,进而提高了运算速度,并且能够更真实的逼近实际模型。本文阐述了模型空间对比法的基本原理,通过理论模型进行了验证,得到了较好的效果,对庐枞矿集区进行了连续介质的反演,得到了合理的解释。

基于Zoeppritz偏导方程精确解的地层密度多角度反演

基于Zoeppritz方程对介质密度偏导数所建立的偏导方程的精确解,构造了多角度反演地层介质密度的反演方程,在偏导数求解过程中考虑了介质密度对波速度的影响因素,并由此实现了利用反射系数梯度精确解计算地层密度的多角度联合反演.通过数值算例考察了计算方法,结果显示:反演方法对层状地层模型不论反射波是否存在相干现象均获得了较好的反演结果,反演迭代10次后计算结果的最大相对误差能够收敛到1%之内;随着反演角度的增加地层介质密度反演的精度逐步提高,反演具有自动校正能力,有快的计算速度.本方法克服了传统AVO(Amplitude Versus Offset)基于Zoeppritz方程近似所遇到的困难,不受反演角度大小及反射界面对波反射强弱的限制,为地层介质密度的多角度包括大角度反演提供了一种新的快速有效的计算方法.

电阻率和极化率测深法的正演修正法反演

提出了电阻率和极化率测深法。该方法采用同一野外装置(直流电测深)同时进行直流效应和激发极化效 应观测,测深点沿一条测线呈密集分布。对单一测深点的观测结果进行一维层状介质反演,得到地下电性介质 层界面的深度、每层的电阻率和极化率参数。一维反演采用正演修正法,即通过比较电阻率转换函数的实测值 和一维正演计算的理论(拟合)值,依次修正每一个电性层的电阻率、极化率和厚度。该方法将地下介质划分成 与积分变量点数一样多的介质层,在纵向上能最大限度地反映观测资料分辨介质层的能力。在电法固有的等值 性范围内,正演修正法能恢复各电性层的电阻率、极化率和厚度。模型试验表明,正演修正方法是一种稳定收敛 和实用的方法。

基于遗传算法的弯曲射线成像反演

介质体反演成像一直是困扰地球物理等领域的重要问题 ,尤其是它的计算速度、成像质量和稳定性等更是备受关注 .首先简述了基于弯曲射线成像的基本原理 ,列出了反演的详细步骤 ,构建了用于反演的数学模型 ;然后提出了利用改进的遗传算法解决弯曲射线成像中的反演问题 ,并给出了改进的遗传算法步骤 ;最后给出了一个用改进的遗传算法成像的例子 ,同时为了突出该算法的优势 ,还把它与爬山法相比 ,从两者算法的本质区别剖析了两者反演结果的差别 ,指出 :正是遗传算法大规模的并行搜索以及杂交与变异的约束 ,导致了成像质量及速度的不同 ;通过它们的反演迭代运算曲线图可以看出 ,该算法有效地提高了成像的速度。

介质空腔内电场的计算

提出了有电介质存在时计算电场的一种新的等价方法，使介质腔内部的静电场能更简便地求解。

基于后向散射场的介质目标重建方法

给出基于多频多方向平面波照射下的后向散射场的介质目标重建的Ｎｅｗｔｏｎ－Ｋａｎｔｏｒｏｖｉｃｈ方法，利用矩量法将算子方程化成矩阵形式，再采用Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正则化方法求解病态方程组．数据结果先给出了单频情况下基于后向散射场所存在的较严重的病态特性和不唯一性的数值例子。

大地电磁测深在库木库里盆地结构研究中的应用

通过应用库木库里盆地区域地质资料及2条重磁力测线资料,对盆地的2条大地电磁测深(MT)剖面进行了精细反演。以小四极电测深、MT首支曲线统计和MT反演电阻率等资料为基础,对库木库里盆地物性进行了分析研究;以岩石物性为桥梁,通过地质地球物理模型的建立和MT层状电阻率反演、重力-电法联合反演和综合解释,进一步了解了盆地基底性质、形态和埋深,划分了构造单元;了解了盆地地层格架及空间展布特征和盆地结构与断裂的特征;结合已有的石油地质认识和MT资料研究成果对有利勘探区进行了评价。