观测系统面元细分问题分析

建立了均匀性判别法则,利用总道数和炮检距统计数据,说明了细分面元比固定面元有更好的均匀性。针对当前对面元细分方法的不同认识,提出了最小面元是实面元而其它大面元均是虚面元的观点,最小面元和覆盖次数有一定的匹配关系。最小面元应该有足够的但又不能过高的覆盖次数,覆盖次数与信噪比存在一定的函数关系;最小面元越小,分辨率越高,实际资料解释中应该采用最小面元。以面元细分观测系统在MC,YX和SH地区的应用为例,对于不同复杂地质情况及信噪比,分析了面元和覆盖次数的细分程度和效果,指出了前两个观测系统存在过于追求小面元而导致覆盖次数偏低的问题,实际资料解释无法采用最小面元而采用大面元资料,降低了分辨率;而SH地区观测系统的最小面元和覆盖次数搭配合理,覆盖次数在合适范围内,实际资料解释时使用了最小面元,应用效果较理想。

基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术

为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法分别实现骨骼、软组织和内部器官的变形;模型高速蒙卡计算则基于Delaunay四面体切割技术。基于此,进行可变形面元模型与不可变形体素模型剂量计算对比试验,结果表明,蹲姿底向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高51.2%,器官剂量高至98.6%;跪姿前向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高58.7%,器官剂量高至98.0%。重点突破了新一代剂量计算技术中的面元模型变形、高速蒙特卡罗计算等关键环节,为国内进一步发展高精度剂量计算提供了重要支撑,未来有望在精准防护应用中实现人员剂量的精准评价。

关于细分面元观测系统的讨论

本文基于野外二维试验的结果,对二维常规与细分面元观测系统进行分析与讨论,进而对三维细分面元观测系统进行了分析,得出以下认识:细分面元观测系统会造成相邻面元内最小炮检距、方位角甚至空间波场出现剧烈的跳跃变化;细分数目越多,则跳跃性、突变性越大,对地震资料的影响越严重。对于三维细分面元观测系统也有类似的结论,因此在进行细分面元观测系统设计时,不仅要注意面元本身的属性,包括炮检距及方位角的均匀分布,而且要考虑相邻面元间变化,注意采取相应的措施,如缩小排列线距、炮排距等,尽量减小空间的变化。通常二维以二分为宜,三维以四分为宜。

小面元探测器在红外整机应用中的关键技术分析

小面元红外探测器具有成本低、体积轻、功耗小等优势,更利于红外整机实现工程指标提升,对于进一步推广红外行业低成本量产的发展十分有帮助。未来,小面元探测器如何在红外整机中应用是持续关注的重点,本文将针对小面元探测器在红外整机应用中的关键技术进行整机实验和数据仿真,为后续的工程化应用提供思路。

可分面元三维观测系统浅析

可分面元三维观测系统可在较大道间距和激发点距条件下形成"子面元"(小面元),但可分面元三维观测系统会造成相邻面元最小炮检距增大、方位角分布不均,甚至空间波场出现剧烈跳跃等问题,影响地震数据采集效果。针对上述问题,通过2个实例,阐述了两种可分面元三维观测系统(奇偶三维观测系统和面元细分三维观测系统)"子面元"形成原理,分析讨论了产生上述问题的原因及其对资料品质的影响,认为可分面元三维观测系统在小投入情况下不可能得到好的应用效果。

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。

面元大小对地震成像分辨率的影响分析

面元大小与地震成像分辨率的关系研究,是三维高分辨率资料采集中的一个重要课题。其中,减小面元不仅提高横向空间分辨率,还能提高纵向时间分辨率,是在课题研究和实际试验过程中产生的一个争论问题。本文结合东部地区的地质特点,设计了两个抽象化的地质模型,利用三维地震物理模拟技术,研究CMP面元大小对地震成像分辨率的影响,得出了一些有益的结论:对于平缓地层,面元大小不影响地震成像的纵向分辨率;对于倾斜地层,应做进一步的实验研究;减小面元可以有限地提高横向分辨率;在不同前提条件下,应优化选择不同大小的面元。

面元大小与纵向分辨率关系

分辨率是度量地震资料品质的一个重要技术指标。提高纵向分辨率已从传统的采集处理方法逐渐过渡到以较小的空间波场采样率为主导的采集处理方法。近年来,人们对于小面元采集技术可提高纵向分辨率有两种认识:其一是认为在三维地震勘探中用来表示最高混叠频率与面元大小的关系式,可以表示面元大小与纵向分辨率的关系;其二是认为偏移处理可提高纵向分辨率。为此笔者用实际资料和物理模型正演系统地分析了面元大小与纵向分辨率的关系,指出了小面元本身并没有提高纵向分辨率,而它提高纵向分辨率的实质是通过面元叠加提高高频端信噪比,进而提高纵向分辨率。

基于有理多项式系数模型的物方面元最小二乘匹配

针对物方面元最小二乘匹配仅适用于单中心投影框幅式成像的匹配制作区域DSM问题,提出基于有理多项式系数(RPC)模型的物方面元最小二乘匹配算法,结合匹配窗口区域内多中心平行投影方式,构建RPC模型下的投影方程,将物方面元最小二乘匹配算法从适用于单中心投影框幅式成像扩展到适用于多中心投影推扫式成像的立体匹配,并用SPOT5-HRG、GeoEyeI、KONOS立体影像进行试验验证。试验表明,RPC模型能用于物方面元最小二乘匹配且不损失匹配精度,增加了物方面元最小二乘匹配的应用范围和价值。

GIS中面元的误差熵模型

根据整个线元边缘分布的平均信息熵确定了“ε 带”的宽度 ,提出了线元的平均误差熵带模型 ,进一步扩展到面元的误差熵环模型。误差熵环的带宽取构成边界线的各线段误差熵的加权平均值。最后通过算例比较了面元的误差熵环和误差环模型 ,绘出了它们的可视化图形 ,得出了一些有益的结论。

基于面元网格化的空间目标光学特性计算方法

为实现复杂结构空间目标光学特性的工程化计算,基于计算几何的面元网格化思想,提出了一种空间目标光学特性计算方法.建立了空间目标标准几何结构、面元网格划分、面元遮挡、面元照度计算的数学模型,设计开发了空间目标光学特性计算软件.针对不同的卫星目标,进行了光学特性的计算,并将计算结果分别与解析法计算结果和试验测量结果进行比较分析,结果表明面元网格化的计算精度优于解析方法,且与试验结果相比其计算偏差小于一个视星等,满足工程应用的要求.

常规与面元细分三维观测系统浅析

目前，三维地震勘探已成为开发地震中提高整体效益的一种基本方法。常用的三维勘探方法有常规法和近年来国外推出的面元细分法。常规的三维勘探观测系统采用的是直线束型，其中心点位于面元中心。此法观测系统一经确定，覆盖次数随之而定，相应的信噪比和分辨率不能改变。面元细分法三维勘探观测系统采用了不同于常规三维观测系统的有关参数，可形成不同大小的面元，使共中心点在整个面元上均匀分布，可根据地质任务的要求，获取高叠加大面元以及低叠加高分辨率的数据资料，它不会丢失常规直线束型三维观测系统中的任何信息，相反，能获得更多的潜在信息，而且有野外施工简单，静校正耦合良好，采集费用减少，炮检距方位配置好，处理灵活，适于做叠前偏移等优点。

基于面元的机器人三维激光雷达室内实时定位和建图方法

为了满足室内服务机器人定位能力要求,在考虑室内环境结构化特征和激光雷达独特优势的基础上,提出了从雷达点云中提取面元表达环境以实现室内精确定位和建图的方法。对激光雷达的扫描线进行分割,通过计算分割段内各点的凸系数的连续性条件确定面元覆盖范围。定位和建图分为两个阶段,首先求解点云帧间运动,作为全局位姿的估计;其次对全局位姿进一步优化,依概率将帧面元融入地图。两个阶段均优化隐式移动最小二乘距离代价,而面元不确定模型则由激光雷达测量误差确定。最后,分别在空旷和狭窄两种场景下进行试验,结果表明,所提方法相对定位精度分别为0.022%和0.11%,地图一致性好、满足实时性要求。

基于三角面元的涂层目标FDTD共形网格生成技术

提出了一种基于三角面元数据生成涂层目标时域有限差分(finite-difference time domain,FDTD)共形网格的方法。通过将原目标中各三角面元的顶点沿曲面在该点处的法线方向内移(内涂层)或外移(外涂层)所需的厚度,得到一组关于涂层的三角面元数据。其中曲面上各顶点处的法线方向近似等于包围该顶点的各三角面元的单位法向的矢量和。对于局部涂敷的情况,可根据需要只将涂敷部分所包含的三角面元顶点进行相应的移动,而其余顶点的位置保持不变。利用投影求交法,由原目标的三角面元数据和新生成的涂层三角面元数据即可得到共形FDTD计算所需要的共形网格参数。数值结果验证了方法的正确性和有效性。

面元叠加地震采集技术

面元叠加地震采集技术是为适应资料处理的要求而提出的一种采集方法 ,也是适应目标采集和目标处理的一种观测方式 ,它对解决深层和复杂地区的地震勘探技术是有效的。通过对面元叠加的基本原理、技术特点的论述和 4个地区应用效果的对比 。

高密度资料面元细分与速度分析关系研究

速度分析是地震资料处理的重要环节,制作准确的速度谱,可为动校正提供可靠的速度资料,并最终决定叠加资料的质量.本文在对速度分析的基本估算方法和应用要素做系统的概括总结后,对面元细分与速度分析关系进行了详细的理论研究和实际资料的检验.理论模型数据和胜利油田永新工区高密度实际资料处理表明,面元细分对速度谱的主要影响是覆盖次数,覆盖次数较低时,要准确获知速度较难;覆盖次数增大,速度谱变好,但其精变并不按覆盖次数线性增大.要实现高密度资料分辨率品质的提高,必须提高检波器接收精度.

Delaunay三角网优化下的小面元遥感影像配准算法

针对遥感影像配准中控制点分布不均匀而影响配准精度的问题,论文提出三角网优化模型下的小面元遥感影像配准算法。首先利用RFM模型与DSM数据对其进行正射纠正;其次采用SIFT算子匹配特征点,通过RANSAC算法对其优化;同时设置影像边缘格网点,综合利用仿射变换、核线约束和灰度相似性约束匹配边缘格网点;构建初始Delaunay三角网,通过三角单元面积与角度双重约束优化三角网;最终通过扫描线填充算法实现小面元影像配准。多组实验结果表明该算法在遥感影像配准中的适用性和有效性,影像配准精度可达到亚像素级,使得存在地形起伏的遥感影像配准问题得到了有效解决。

基于 Rankine 源高阶面元法的船舶航行姿态与兴波阻力计算

针对航行船舶的兴波阻力和姿态预报,采用Rankine源高阶面元法求解船舶航行兴波问题。计算时采用叠模线性化自由面条件,对自由面影响系数奇异积分采用源点上置的方法处理,物面奇异积分和立体角则直接求解。就数学船型Wigley、S60和KCS集装箱船的航行兴波阻力与姿态分别进行了数值计算与分析,计算中根据姿态变化重新划分船体湿表面,进行迭代计算,不同航速下的姿态、兴波阻力和船侧波高与试验结果比较,吻合良好,自由面波形真实反映了物理现象,研究表明本文方法能准确地预报船舶航行姿态和兴波阻力,对不同船型和航行速度有着广泛的适用性。

基于小面元的多源遥感影像高精度配准方法

基于几种高精度的匹配方法 ,引入了小面元微分纠正的思想 ,设计出一种高精度影像相对配准方法。实验结果表明 ,该方法对多种遥感影像有很强的适应性 ,相对配准精度高 ,尤其适用于变形明显或山区多源影像间的高精度配准。

船海复合场景面元化快速电磁建模方法及SAR成像仿真

在微波高频段,海面背景或海上船类目标往往具有电大尺寸和复杂精细的结构,这给船海复合场景的电磁建模带来巨大的计算负担。为简化计算,基于海面电磁散射模型面元化思想和图形电磁学,结合计算耦合场的四路径模型,提出一种电大尺寸船海复合场景电磁散射的快速计算方法。在保证海面与目标复合散射场的计算准确性前提下,提高计算效率。仿真并分析不同雷达参数下动态海面与目标的雷达散射截面,计算结果与实测数据以及精确数值方法结果的良好一致性验证了方法的准确性。将复合散射快速计算方法应用于合成孔径雷达成像仿真,仿真结果验证了方法的有效性。