华北克拉通地区基于程函方程的面波层析成像

利用布设在华北克拉通地区的流动和固定地震台站记录到的地震波数据,使用基于程函方程的面波成像方法获得了整个华北克拉通地区瑞利波15~150 s周期的相速度,并反演了研究区S波速度结构.中长周期相速度结果显示,在上地幔及岩石圈深度范围内,燕山地区表现为高速特征,华北克拉通中部大同盆地及其以南地区、太行山等区域的低速体与华北盆地的低速体相连,呈现大面积的低速异常,低速体的速度值比青藏高原东北缘的速度值更低;S波速度显示鄂尔多斯岩石圈厚度较厚,克拉通中部和华北盆地岩石圈厚度相差不大,燕山地区岩石圈厚度要厚于华北盆地.本文认为华北克拉通岩石圈破坏存在分区性,克拉通中部和燕山地区均存在一定的克拉通破坏,但破坏程度不同,鄂尔多斯地块北部存在局部克拉通改造,但克拉通稳定性特征依然存在;破坏的主要动力学来源更可能是太平洋板块的西向俯冲.研究发现克拉通中部和东部的强震分布区与克拉通破坏区域重合,大部分强震发生在岩石圈强度边界上,分析认为岩石圈强度的差异是岩石圈强度边界上显示出较高的强震活动性的原因.

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域面波层析成像

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域先后经历了古生代古亚洲洋闭合、中生代蒙古鄂霍茨克洋闭合和中新生代太平洋俯冲等构造复合叠加,导致该区深部构造异常复杂。本研究从该区近年来累积的宽频地震探测资料的地震面波和环境噪音互相关格林函数中提取瑞雷波群速度频散,并据此反演区域尺度的三维横波速度。结果发现:区域地壳厚度横向变化不大,松辽盆地和下辽河盆地地壳比大兴安岭薄,地壳厚度与地形吻合表明这些地区基本达到重力均衡状态;而辽东隆起和渤海湾盆地地壳厚度与地形高度呈反相关,表明这些地区可能仍处于构造改造过程中。在80 km深度之下,波速分布则呈现与索伦-西拉木伦缝合带走向近似平行的东西向展布。以索伦-西拉木伦缝合带为界,南北两侧横波速分布复杂程度明显不同且南侧的东西两部分复杂程度也不同。这些结果表明区域受太平洋俯冲体系冲破坏程度存在明显差异,同时索伦-西拉木伦缝合带以南可能仍有古亚洲洋板片残留。

基于面波走时的三维结构面波直接成像:方法综述与应用

利用面波频散数据进行各向同性和各向异性横波速度结构成像是研究全球和区域构造变形、获取地壳上地幔和近地表精细结构的一种非常有效的方法.传统的基于频散数据的面波成像通常采用两步法,即首先反演二维相速度或群速度分布图,然后再基于格点的纯路径频散反演格点下方的一维横波速度模型,之后再拼合成三维速度模型.在本文中我们较为详细地综述新发展的基于面波频散走时的三维面波直接成像方法体系,即面波一步法成像.该方法体系包括通过所有路径、不同频率的面波频散走时直接反演三维各向同性横波速度结构的方法(DSurfTomo)、直接反演三维方位各向异性横波速度结构的方法(DAzimSurfTomo),以及直接反演三维径向各向异性横波速度结构的方法(DRadiSurfTomo).新的面波直接成像方法计算不同周期的面波射线路径,从而更好地考虑复杂结构下面波射线路径弯曲对成像精度的影响.随后我们介绍面波直接成像方法的应用实例,包括地壳上地幔及地壳浅部的多尺度各向同性和各向异性横波速度结构的成像,这些成像研究为认识区域构造演化、孕震构造、断裂带浅部结构、成矿构造、城市地下结构等提供了重要的约束.最后我们讨论面波直接成像方法的频散数据及模型参数化问题,以及基于有限频理论的面波直接成像和面波全波形成像,讨论并展望在面波直接成像方法框架下面波频散数据与其他地震或地球物理数据的联合成像问题.

高炉浓尘环境料面散射特性建模与成像

工业恶劣成像环境下的雷达图像常存在对比度低和清晰度差等问题,质量退化的图像直接影响计算机视觉任务的处理效果以及目标参数反演结果。因此,对高炉料面后向散射进行建模,并针对弥散浓尘环境下的随机粗糙料面成像,提出一种基于衰减补偿和散射修正的成像方法。考虑微波沿空间路径的传播损耗,在回波模型中加入环境因子,采用瑞利散射和积分方程法分别求解衰减系数和粗糙面的后向散射系数,从传输损耗和散射机理出发,对图像进行损耗补偿以及目标像素亮度的提升,减小图像因成像环境、目标距离以及表面起伏形状不同造成的信号强度差异。通过南钢3号高炉雷达数据验证算法,目标像素亮度差异平均减小4.33 dB,有效改善雷达成像中高炉径向距离起伏料面的成像性能。

基于深反射数据的多道面波成像揭示申扎裂谷浅层S波速度结构

青藏高原普遍发育的南北向裂谷对认识青藏高原陆内造山过程和变形机制,探讨岩浆活动、成矿成藏机制具有重要的意义。位于青藏高原南部的申扎裂谷,发育在班公—怒江缝合带和雅江缝合带之间,垂直切割了冈底斯成矿带。本文针对申扎裂谷地震波信号弱、干扰强、频率变化大的特点,利用多道面波成像方法处理申扎裂谷及其邻区的81 km深地震反射剖面数据,获得了高质量的S波速度剖面。结合已有地质、地球物理资料对S波速度结构进行解释,重点研究了申扎地区的沉积层厚度以及S波高速异常特征,探讨了申扎裂谷的延伸情况,分析了浅部矿产分布与断裂的关系,讨论了热泉形成的可能成因,获得以下认识:申扎裂谷处的沉积厚度约1000 m;在剖面0~30 km范围下方1000 m以下有成矿潜力;热泉的存在印证了高温岩体的存在,为热液成矿提供了证据。

面部红外成像诊法研究

以中医诊断面诊理论为依据,通过对316例健康体检人群面部红外热图目鼻唇额颊颏等区域的热值数据分析,探求平和体质人群面部红外特征及不同面部区域寒热偏离的与脏腑疾病的关联关系,提出面部红外检测技术的研究方法和临床价值。红外成像面诊是面部可见光诊断技术又一延伸和发展。

多种面波层析成像方法及其在青藏高原的应用与对比

面波层析成像是一种广泛应用的获取地壳与上地幔地震波速度与各向异性结构的地球物理方法.本论文综述了面波层析成像方法的简要历史,阐述了多种常用的面波层析成像方法(双台法、双平面波法、程函方程法、Helmholtz方程法、背景噪声成像法与直接面波层析成像法)的基本原理及其优缺点.双台法的理论与实际使用简单,但该方法要求震源与两个台站需近似位于同一大圆弧路径,在台站较少且记录时间较短的区域,获取的相速度水平分辨率偏低.双平面波法能一定程度克服地震波多路径传播与散射对频散的影响,但其对面波波形数据要求较为严格,且通常适用于区域地震台网.程函方程法和Helmholtz方程法可直接从地震记录同时获取相速度与方位各向异性,计算方便快速,无需经过正演与反演过程,但这两种方法要求台站分布密度要高,不适用于台站间距大且分布稀疏的区域.与程函方程法相比,Helmholtz方程法不仅考虑了波形的相位,还利用了其振幅,能获取更准确的相速度与方位各向异性信息.背景噪声成像法的优点是无需震源就可获取高分辨率地壳尺度的成像结果,但通常缺乏长周期面波的信息,难以约束岩石圈深部与软流圈结构.直接面波层析成像法能直接从台站间的面波频散数据通过反演获取三维剪切波(S波)速度结构与方位各向异性信息,省去了反演相速度图的中间步骤.此外,我们对比了多种方法在青藏高原获取的相速度结果.结果表明,多种面波层析成像方法获取的同一周期相速度结果高度吻合,主要特征表现在:在中长周期的相速度图中,青藏高原内部主要以低速为主,而周缘区域(如,柴达木盆地、四川盆地等)以相对高速为主,这表明青藏高原中下地壳与上地幔的流变强度均比其周缘区域要弱,青藏高原的岩石圈变形受控于周缘块体的阻挡.在青藏高原东南缘,短中周期(20~40 s)的相速度图像指示受强度较大的川滇地块阻挡,青藏高原中下地壳物质以地壳流的方式沿地壳薄弱带(即红河断裂带与鲜水河断裂带)向南挤出逃逸.此外,祁连山在短中周期(20~40 s)的相速度图中都表现为低速特征,可能与局部地幔物质上涌造成地壳的高温度异常有关.地震面波层析成像方法(双台法、双平面波法、程函方程法、Helmholtz方程法)与背景噪声层析成像法结合可获取短长周期范围(如,4~200 s)的瑞利波与勒夫波相速度,用于同时构建壳幔速度与各向异性结构.本文还提出开展地震高阶面波、伴随成像与联合反演等方法综合研究可望获取精度更高与更为可靠的壳幔结构.

地震面波与重力联合成像分析苏拉威西周缘壳幔热-流变学结构

苏拉威西岛位于苏拉威西海、班达海之间,是研究海陆耦合、俯冲后撤等地球动力学问题的重要地区.本文利用这一地区24台宽频带地震台站记录的地震面波和背景噪声数据中提取出的面波频散数据和来自卫星的重力异常数据,开展了地震面波与重力联合层析成像反演,获得了苏拉威西周缘地区深至240 km深度的三维VS速度模型.基于三维波速模型,本文利用热-流变学方法,计算了该区岩石圈底界的热流变学边界层厚度、黏性变化特征,结果表明:(1)苏拉威西岛岩石圈流变边界层东南厚、西北薄,这可能导致新生代苏拉威西岛在陆壳碎块位移与重组过程中,岛东支的东部北向速率最大,岛北支西部北向速率次之;(2)北苏拉威西海沟俯冲后撤板片上覆地壳对应S波波速低值异常区,可能代表了富含流体的软弱板片,推测苏拉威西俯冲带是一个慢速俯冲带,且后撤过程不连续.

螺旋CT牙体表面成像对骨内埋伏牙的定位及临床应用

目的 :建立牙齿立体表面形态图像并探讨用于术前检查骨内埋伏牙的效果。方法 :应用三维螺旋CT的图像处理功能 ,在牙颌骨表面重建图像的基础上 ,采用图像处理表面遮盖法 ,消除周围骨组织的影像 ,获得单纯牙体表面图像。应用该方法检查 9例患者的骨内埋伏多生牙和阻生牙。结果 :能清楚显示上颌骨埋伏多生牙的畸形形态、在牙列唇侧或腭侧的位置及与牙列牙根的关系 ;上颌埋伏恒尖牙萌出方向及与正畸牵引方向的角度 ;阻生智齿与第二磨牙的距离并据此预测拔除阻生齿时可能形成的阻力方位。结论 :牙体表面成像是一种能展示牙齿立体表面形态影像的新技术 ,可作为骨内埋伏牙外科处理和正畸治疗前的检查手段。

三维超声冠状面成像与二维超声对先天性双子宫畸形诊断的比较研究

目的:应用ROC曲线比较三维超声与二维超声对先天性双子宫畸形诊断价值的差异。方法:2010年6月～2010年12月对45例可疑双子宫畸形的患者先后进行二维超声与三维超声冠状面成像检查,计算二维超声各项主要观察指标的诊断价值,与宫腔镜/腹腔镜或子宫输卵管造影的最终结果对照,应用spss13.0统计软件分别绘制二维超声与三维超声冠状面成像对双子宫畸形检出的ROC曲线下面积,比较2种方法的诊断价值。结果:二维超声ROC曲线下面积0.712,三维超声冠状面成像ROC曲线下面积0.928,2种方法经Z检验,Z值=2.051,P=0.04,提示三维超声冠状面成像优于二维超声。结论:本组病例提示二维超声和三维超声冠状面成像均能对先天性双子宫畸形做出较为准确的判断,在诊断效能上三维超声冠状面成像优于二维超声。

同轴偏视场共孔径面阵成像光学系统设计

随着对空间信息获取能力的要求不断提高,使得高分辨率动态遥感成为空间光学领域一个新的研究热点。偏视场同轴三反光学系统具有长焦距、体积小、轻量化程度和成像质量高等特点,能够满足低轨视频卫星高分辨率、多谱段、多功能性和低成本的要求,因此在高分辨率动态遥感领域有着广泛的应用前景。以高斯光学和三反射消像差理论为基础,设计了可见光面阵成像、近红外和中红外线阵推扫成像的共孔径光学系统。可见光系统焦距4.1 m,近红外系统焦距2.6 m,中红外系统焦距1.85 m,三者孔径均为520 mm,视场均为0.6°×0.6°,成像质均接近衍射极限,成像质量良好。系统总长小于f′_(visible)/3.7,且系统的加工和装配公差较为宽松,易于实现。

地震采集面元尺度与成像横向分辨能力分析

在分析地震采集面元尺度一般性设计的基础上,通过地震模型不同采集道间距的正演模拟成像结果分析,验证了采用不同道距成像解释结果存在较大差异。道距越大解释难度越大,误差也越大,道距越小,成像解释结果与实际地质构造越接近。通过对实际不同面元尺度的地震成像结果分析,揭示了较大面元的断层成像存在同相串轴现象,准确判别解释难度大。小面元的断层成像面窄而清晰,易于判别与解释,不同程度地提高了地震横向分辨能力。结合以往勘探的应用情况,根据不同地震勘探阶段的地质任务需求,给出了在新区地震勘探、高精度地震勘探、滚动开发地震勘探阶段设计采集面元尺度时的建议,可供地震勘探采集面元设计时参考。

拉曼光谱面扫描成像判断黑色圆珠笔交叉笔画书写先后顺序

目的建立一种灵敏、准确、无损的黑色圆珠笔交叉笔画书写顺序的检验方法。方法依据黑色圆珠笔油墨的同色异谱特征,利用显微共焦激光拉曼光谱仪进行面扫描成像分析检验。结果即使是差异很小的黑色圆珠笔油墨书写的交叉笔画,经过面扫描成像和图像处理后,也能看到先写笔道的连续性被后写笔道中断。结论拉曼光谱面扫描成像技术能有效判断黑色圆珠笔交叉笔画书写的先后顺序。

蒙古中南部地区面波相速度层析成像

本文采用小波变换频时分析技术提取了1893条蒙古中南部地区双台间基阶Rayleigh波相速度频散曲线,通过对提取到的相速度频散进行二维反演,首次重构了蒙古高原中南部10-80s周期内分辨率为0.5°×0.5°的相速度分布图.结果表明,短周期相速度频散（10-20s）明显受地表地形控制,表现为杭爱—肯特山盆地为相对高速异常,而南部的戈壁带表现为相对低速异常;在30s到60s周期内,南部的戈壁带和北部的杭爱—肯特山盆地都显示出稳定的高速异常,而中部戈壁带则表现为低速异常.该低速异常区与新生代火山岩出露位置的一致性,暗示该低速异常可能与新生代火山活动有关.穿过蒙古高原中部的两条主要断裂带与研究区内的地震波速度分布具有很好的一致性,可能暗示两条断裂带一直延伸到整个岩石圈.此外,蒙古中南部地区的壳幔速度低于全球平均大陆值,且其相速度频散曲线与遭受破坏的克拉通,尤其大陆裂谷很相似,可能暗示着研究区具有薄的、活跃的岩石圈构造.

螺旋CT牙体表面成像技术在正畸治疗骨内埋伏牙中应用

【目的】探讨牙体立体表面形态图像技术在骨内埋伏牙的正畸治疗中的作用。【方法】经三维螺旋CT对牙颌骨组织进行扫描 ,所得数据作三维图像重建 ,利用表面阴影遮盖显示法 ,去除牙体周围的组织影像 ,获得单纯的牙体表面影像。将此法应用于骨内埋伏牙正畸治疗的术前检查。【结果】三维CT牙体表面成像能立体全方位地显示骨内埋伏牙的形态、位置和方向。【结论】三维CT牙体表面成像技术在骨内埋伏牙的正畸治疗中有重要的诊断和指导治疗的意义。

64层螺旋CT牙体表面成像技术显示埋伏牙的质量控制

目的探讨64层螺旋CT在埋伏牙牙体表面成像中的图像后处理技术及其质量控制。方法采用东芝Aquilion64层螺旋CT机对22例埋伏牙的患者行容积扫描,在Vitrea2工作站对数据分别行容积再现技术(VR)、最大密度投影(MIP)及多平面重建(MPR)等图像后处理,并评价其成像效果。结果全部22例的图像效果满意。上颌埋伏牙13例,下颌6例,上、下颌3例。牙列三维立体形态显示良好,可从各个角度完整显示单个牙的表面形态。埋伏牙的形态、大小、位置、方向和与周围牙齿的关系观察明确。结论螺旋CT牙体表面成像技术能多方位全面地显示骨内埋伏牙。为设计治疗方案提供客观的依据,有较大的临床应用价值。

青藏高原东北缘及周边地区基于程函方程的面波层析成像

利用"中国地震科学台阵探测"在南北地震带北段布设的670套宽频带地震台站记录到的面波资料,使用新近发展的程函方程面波层析成像方法,获得了青藏高原东北缘及周边地区12~60 s周期范围比以往成像结果具有更高分辨率的瑞利面波相速度分布图像.青藏高原东北缘的祁连褶皱系西段、秦岭褶皱系西段和松潘一甘孜褶皱系,在16~60s周期范围内均显示出明显的低速异常分布,表明该地区的地壳力学强度较低,在强烈的构造应力作用下易发生形变.与西段不同,祁连褶皱系东段和秦岭褶皱系中段的相速度分布特征揭示,其中下地壳的速度明显高于高原内部区域.鄂尔多斯块体整体上表现为稳定块体具有的高速特征,但其西部边缘在中上地壳的速度比块体中部地区偏低,且存在一定的不均匀性.鄂尔多斯块体西北缘的临河断陷盆地和西缘的银川断陷盆地,在较短的周期范围内(12~20 s)表现为局部低速特征,但与银川断陷盆地不同,临河断陷盆地的低速特征可一直延续至60 s周期以上,表明该盆地下方地壳及上地幔速度明显偏低,可能与深部热作用有关.阿拉善块体与其北部地区的速度差异主要表现在中上地壳,这一现象值得今后进一步探讨.基于程函方程面波层析成像方法给出了青藏高原东北缘及周边地区高分辨率的成像结果,揭示了以往面波层析成像难以获得的深部细节特征,为该地区的深部构造研究提供了新的信息.

低轨卫星面阵凝视成像技术研究

文章介绍了面阵凝视成像的工作原理及特点,阐述了低轨卫星对地观测凝视成像面临的像移问题及其解决措施,对像移补偿装置与二维指向机构的结合做了初步探讨。

华北地区基于噪声的瑞利面波群速度层析成像

本文利用华北地震科学台阵2007年1～4月份、190个宽频带和10个甚宽带垂直分量的地震噪声数据,通过互相关方法提取了瑞利面波的经验格林函数,用多重滤波方法测量了瑞利面波的群速度频散曲线.我们将研究区域划分为0.5°×0.5°的网格,利用噪声层析成像方法得到了研究区域7 s、12 s、16 s、23 s 的瑞利面波群速度分布图像,所得结果较好地揭示了地壳内部、尤其是浅部地壳的横向速度变化.研究表明,短周期的群速度分布同地表地质结构、地形密切相关;华北地区的地壳结构具有明显的横向不均匀性,华北盆地及山间的沉积盆地显示出低速异常,而基岩广泛出露的太行山和燕山隆起区,呈现高速异常;多数强震(M≥6.0级)都发生在高群速度与低群速度的过渡地带.

面炮成像、控制照明与AVA道集

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的最可靠方法,但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点.面炮偏移是波动方程实现精确叠前成像的另一类方法,具有较高的计算效率,不存在偏移孔径问题,而且可以通过控制照明方法,解决平面波在目标区域的能量补偿问题.本文采用面炮成像技术进行叠前深度偏移,通过对面炮震源下行波场的质量控制和优选射线个数和范围,以达到最佳的成像效果.采用控制照明技术,较大地提高了目标地层的成像精度.与此同时,得到振幅随入射角变化(AVA)道集,有利于叠前振幅解释和储层岩性预测.数据实验表明面炮成像技术是一种快速有效的方法,其成像精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当,但在计算速度上要快得多,而且易于并行计算.