Gould-Hsu反演与2个几乎列平衡超几何级数变换

为进一步探讨反演技巧在一般超几何级数中的应用,利用Gould-Hsu反演原理研究Gosper在1977年给出的2个3F2(3/4)-超几何级数求和公式,获得2个几乎列平衡的一般超几何级数变换。这2个变换可以导出著名的Dougall公式的2个特例。

Gould-Hsu反演的自然q-模拟(英文)

Gould-Hsu曾经发表了一类对于构造插值公式具有重要应用的互反关系,本文将建立其自然q-模拟。这时q-互反关系在下述意义下异于Carlitz的工作:当取q→1的极限时,本文提供的q-互反公式自动退化为著名的Gould-Hsu反演。当特殊指定两组自由参量时,本文的互反关系将产生一系列简洁的q-互反公式。作为应用,文中讨论了某些例证和卷积型恒等式。

Gould-Hsu反演和Hagen-Rothe型卷积

通过引入分母因式,定义了四种Hagen-Rothe型卷积.它们本身没有封闭的表达式.通过逆序和线性组合,Andrews和Burge的两个恒等式产生了另外的四个卷积公式.以这四个公式为出发点,利用Gould-Hsu反演,建立了四对与Hagen-Rothe型卷积相关的对称公式.

地震体波走时与重力快速联合反演方法研究

多种地球物理资料联合反演是克服反演多解性的有效手段.本文发展了一种近震体波走时与重力快速联合成像方法.该方法基于兼顾浅部和深部介质速度与密度的混合关系,将频率域拟三维重力正演与双差层析成像方法相结合,构建三维壳幔速度模型.基于两个不同模型的理论测试表明,该联合反演算法不仅能很好的恢复模型特征,还提高了计算效率.进一步将该方法应用于青藏高原东北缘地壳上地幔P波速度结构构建,反演结果与地表地质构造、深地震测深结果相吻合,验证了本文反演算法在实际数据应用中的可靠性和有效性.

川西铜矿周边土壤铬含量高光谱反演研究

矿产资源的开采,给其周边土壤带来许多环境问题,如何快速筛查出矿区周边土壤污染情况尤为重要。本文以川西某铜矿周边土壤作为研究对象,采用LASSO算法对SG平滑后的高光谱数据R SG和经过多元散射校正(MSC)、一阶微分(FD)、倒数变换(RT)的光谱数据进行特征波段的筛选。使用偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)、支持向量机回归(SVR)、极端梯度提升(XGBoost)、反向传播神经网络(BPNN)5种模型进行反演。结果表明,R SG、MSC、FD筛选出的特征波段集中在近红外区域,RT筛选出的特征波段集中在可见光区域;MSC-SVR模型的R 2,RMSE和RPD分别为0.763、6.745、2.06,在所有模型中精度最高,该模型可用于研究区土壤中铬的快速监测。

基于残差神经网络的大地电磁二维反演

本文开展了基于残差神经网络的大地电磁二维反演研究.采用高斯随机场设计并生成了5万个不同规模、不同边界形状(规则边界与光滑边界)、不同电阻率对比度、单个到多个电性异常体模型,通过基于二维交错网格有限差分批量并行正演程序对模型进行正演计算并输出TE和TM极化模式的视电阻率值,对模型正演TM极化响应的60%数据加入5%的高斯误差,其余为无噪数据,将其作为深度学习反演模型的训练样本;在网络结构设计中引入Res Net-50网络结构深度学习模型对样本进行训练;最后通过测试数据的反演验证了大地电磁深度学习反演模型的可靠性.模型反演的结果表明,神经网络反演模型能够实时输出反演结果,反演结果较为准确,可以有效地刻画各类异常体的边界,对异常体电性参数的恢复也较为准确.

面板堆石坝邓肯-张E-B模型参数反演分析

准确获取面板堆石坝邓肯-张E-B模型参数,是进行其稳定安全分析的重要环节。文章针对某面板堆石坝,采用方差分析法获取其关键参数,并基于构建的反演目标函数和响应面方程,采用GA遗传算法对关键参数进行反演分析。结果表明:反演计算值与坝体实际变形吻合较好,平均相对误差在12%以内,反演效果良好;基于反演参数的有限元分析能较好地反映大坝的应力变形分布规律。

重力坝与地基材料时变参数反演分析

文章旨在准确获取重力坝与地基材料的物理力学参数,以支持重力坝安全风险评估的基础工作。通过工程类比、现场以及室内试验等方式获取的坝与地基材料物理力学参数与真实参数有一定的偏差,尤其对于高寒高海拔地区重力坝,其赋存环境与工作条件复杂,导致参数差异会更加显著。通过时变目标函数及其代理模型构建、参数寻优求解、时变规律识别等,提出了重力坝与地基材料时变参数反演分析方法。在DG重力坝工程实际应用中,计算位移与实测位移最大相对误差为4.40%,表明研究提出的重力坝与地基材料时变参数反演分析方法精度与效率高。

基于弹性阻抗统计岩石物理模型的孔隙度反演方法研究与应用

孔隙度是开展储层评价的重要参数,在储量计算、岩性识别以及优质储层评价等方面发挥着不可替代的作用。在实际应用中通常采用孔隙度与波阻抗、速度、密度等弹性参数之间的回归关系来进行预测,但叠前地震反演中密度参数反演精度不足、单一参数与孔隙度参数回归关系不理想等问题限制了孔隙度参数的预测精度。笔者充分利用不同角度叠加地震数据反演的弹性阻抗稳定性好的特点,发挥大中小三个角度的弹性阻抗与物性参数之间的联系与差异,联合构建出弹性参数与孔隙度参数之间更合理的统计岩石物理模型,并进一步基于贝叶斯理论通过概率估算方法反演得到目标储层的孔隙度数据。将上述方法应用于碳酸盐岩实际工区开展孔隙度参数预测,基于地震资料反演的孔隙度结果与测井实测孔隙度数值吻合度高,为基于地震资料开展优质储层评价提供了更合理的孔隙度参数。

2021年漾濞M_(S)6.4地震前重力段差指标量分析及场源特征反演

基于2016-2021年云南地区流动重力重复观测资料,利用流动重力段差变化可视化方法及重力场变化显著性程度指标量G和C值研究了2021年漾濞M_(S)6.4地震前的重力变化,并反演了其与地震孕育相关的场源分布特征,开展了对研究区重力变化及场源特征的定性和定量研究。结果表明:①段差表示法的大小和方向对地下物质的运移方向有一定的指示意义,震前重力指标量呈显著上升,震后又迅速回落,重力变化指标量G和C值可作为评价测网区域重力变化显著性程度的定量依据;②反演得到的重力变化场源位置主要集中在红河断裂带北段至滇西北一带,且表现出与维西-乔后断裂及红河断裂带走向较为一致的分布特征,这可能与地震前中上地壳的深部物质运移相关。

利用低轨道卫星地磁观测反演电离层电流概述

随着现代卫星技术的发展,携带高精度磁力计的低轨道卫星成为地磁场观测的重要手段,可以提供全球持续的磁场观测,而不受地面和低空天气条件的影响.空间电流,特别是电离层电流,是引起地表和低轨道卫星高度处磁场扰动的主要来源.本文简要介绍了低轨磁测卫星的发展历史和在轨定标流程与方法,回顾了电离层电流的起源、研究历史及产生机制,并详细介绍了利用卫星磁测数据反演电离层不同电流的方法.基于地基和卫星磁测对同一电流的分析结果并不总是一致的,有时会出现明显的差异.造成这些差异的原因可能与采用不同的数据源(比如地基与卫星、卫星与卫星之间)及反演算法中的假设有关.基于有限的观测,在反演中通常要对电流的几何形状和所在位置进行一定的假设,而这些假设可能并不完全满足实际电流的分布.因此,将地基台站和卫星磁测结合起来,通过对比和交叉验证,是检验和改进电离层电流反演算法中假设的合理性的一种有效手段.利用融合后的磁场观测数据,建立更准确的电离层电流反演算法,全面分析电流的形态学和气候学特征,建立以地球磁场信号为媒介的空间天气监测理论与方法,将有助于提升人们对电离层发电机理论、磁层状态以及电离层与磁层之间能量耦合途径等科学问题的理解.

基于三维快速正反演的瞬变电磁数据解释技术及其应用方法

瞬变电磁数据三维正反演基本算法已经成熟,但由于非唯一性和计算成本等原因,在实际中并未得到有效应用.本文以接地长导线源瞬变电磁为例,基于先进的快速三维正演和“热启动”反演技术,建立一套具有实用性的瞬变电磁勘探实际资料三维处理与解释流程.首先,在数据分析阶段,通过观测分解方法和大规模并行计算实现了近实时的三维交互式正演建模,可快速获得既匹配地质信息又广泛拟合实测数据的地电模型.观测分解法利用“尺度匹配”和“局部离散化”的概念将接地长导线源分解为许多以电偶极子为源的子问题,每个子问题都使用独立优化的时间和空间离散化方法分别计算,子问题之间互相独立,从而实现快速并行求解.解释人员结合地质先验信息,经过反复正演验证,获得可靠的三维初始模型.最后,将该模型作为初始模型和参考模型,引导反演快速进入稳定的收敛域,经反演程序自动搜索迭代后获得拟合数据的三维解释模型.使用交互式建模获得热启动反演初始模型不仅可以加速三维反演收敛,而且确保所得模型具有地质意义.本文将上述流程应用于广东英德某铅锌矿实测数据,三维反演揭示的高导电性矿体形态与钻孔资料以及地质剖面高度吻合,证明了上述方法的有效性和实用性.这一工作有望推动三维瞬变电磁处理解释在实际找矿生产中的广泛应用.

基于改进混沌蚁群算法的大凌河水质模型参数反演优化

为提高大凌河水质模型的预测精度,采用改进的混沌蚁群算法对水质模型进行参数反演优化,对比分析参数优化前后水质模型预测精度。结果表明,相比于参数优化前,水质模型收敛率平均提高15.9%,COD浓度预测误差平均降低10.2%,过程拟合系数平均提高0.24,模型预测精度得到有效提升。研究成果对于河流水质模型预测精度的改善具有参考价值。

基于微分时间反演算子的电缆线路故障定位

传统的行波法在配网电缆线路故障定位中,常常面临分支较多、反射信号复杂难辨的问题,实际效果较差。为此提出一种基于微分时间反演算子的电缆故障定位方法。基于故障和无故障线路多端口散射参数,构造频域内的微分时间反演算子,消除线路拓扑结构和末端反射的影响,并通过算子矩阵的特征向量分解,将反演波形从线路各个端口注入,结合线路各处的时域响应和空间能量谱,实现故障点定位。不同测试算例结果显示,该方法能有效克服线路拓扑对行波法的影响,实现故障点的准确定位。

准东地区云质岩储层叠前反演及脆性预测

脆性是一种评价致密储层可压裂性的重要指标,对油气勘探与开发有着重要的意义。准东地区勘探程度低、探井少,二叠系中下部云质岩致密储层的精细描述和脆性的准确预测均有着很大的难度。为此,根据岩石物理实验结果,利用叠前地震角度域数据体,开展储层叠前反演及脆性预测。通过AVO反演,获取P(截距)+G(梯度)和P×G属性;通过Y(杨氏模量,E)P(泊松比,σ)D(密度,ρ)和L(拉梅常数,λ)M(μ)R(ρ)反演,获取弹性参数的变化率(反射系数);通过测井约束反演,获取弹性参数的实际值,并用多种表征公式计算脆性,分析其物理含义及应用效果。研究结果表明:①研究区横波速度与纵波速度有较好的拟合关系,杨氏模量、泊松比和密度对泥岩、非泥岩区分度明显;②云质岩具有高速特征,研究区储层呈双“甜点”结构;③用三个小角度数据体直接反演弹性参数反射系数,YPD反演方法相较LMR的储层识别效果更好、分辨率更高,密度反射系数数据体可见比较明显的扇体及河道冲积特征;④脆性表征结果与弹性参数特征有一定的区别,脆性表征的云质岩有利区呈条带状分布,而弹性参数预测的云质岩有利区基本呈连续、成片分布;⑤ρE/σ为研究区最佳的脆性表征公式,可为类似油田云质岩储层脆性预测提供借鉴。

基于Sentinel-2多光谱遥感影像的小浪底水质反演

多光谱遥感技术可根据遥感波段信息反演水质参数,降低监测成本,提高监测速度和质量,为大范围水环境监测提供了一种新的方法。通过分析小浪底水库的Sentinel-2多光谱影像以及采样点实测水质数据,建立了最佳光谱波段的水质参数反演模型,对小浪底水库的化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)和氨氮(NH_3-N)进行了遥感反演,验证了反演模型的精确度和稳定性,并反演了各水质参数的空间分布规律。结果表明:在4种水质参数反演模型中,COD模型精确度和稳定性最高,其次是TP、TN,最低的是NH_3-N,水库出水口和部分边缘COD质量浓度较高,水库中心TN、TP和NH_3-N质量浓度高于边缘处。

基于特征强化U⁃Net的地震速度反演方法

基于深度神经网络的地震速度反演方法面临的挑战是:时间域地震数据与空间域模型信息间语义映射的弱对应关系导致多解性;神经网络将地震数据映射到速度模型过程中缺少有效引导,易受噪声干扰,影响反演精度。为此,提出一种基于特征强化U‑Net的地震速度反演方法。首先,通过多炮地震数据特征叠加使输入网络的地震时间序列信号与对应速度模型之间的空间关系更加明确;其次,基于多尺度特征融合的思想设计具有不同尺寸卷积核的模块,以增强网络对有效特征的学习能力;然后,利用注意力门引导网络,增强网络重点关注的特征;最后,结合瓶颈残差和预激活的思想,在网络中加入预激活瓶颈残差,避免梯度消失和网络退化。实验表明,该方法在地震速度反演方面具有更高的精度,并在抗噪声测试中效果较好,具有一定的泛化能力。

弱透水层瞬态水力参数的地质统计反演识别研究

弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间域上模型参数的动态变化可与空间域上模型参数的一维非均质性等价,因而可用地质统计反演方法可用于识别弱透水层瞬态K和Ss的新思路,实现了该方法在水文地质领域的创新性应用。以上海越流含水层系统为例,运用似线性地质统计反演算法,高精度地拟合了F16分层标处的长观变形数据,获取了原位透镜体状弱透水层K和Ss的瞬态特征。反演结果显示,观测时段内K的变幅为1.02×10^(-5)~5.89×10^(-4)m/a,平均值为1.38×10^(-4)m/a,Ss的变幅为4.34×10^(-4)~6.02×10^(-3)m^(-1),平均值为2.65×10^(-3)m^(-1)。基于反演所得参数瞬态特征,分析原位弱透水层在1994年前后分别以弹性和塑性变形为主,弱透水层K呈现与含水层水位相反的季节性变化特征,该现象可能与渗流力作用下细粒物质在含水层与弱透水层透镜体交界面附近的对孔隙的阻塞和疏通作用有关。该方法可获取完整观测时段内水文地质参数的动态变化轨迹,在计算评价地表水-地下水交互领域的河床渗透性、原位修复领域的渗透反应墙渗透性等的动态演化特征方面具有潜在的应用价值,并可作为构建水文地质领域、岩土工程等领域有关本构模型的有效辅助手段。

利用InSAR形变反演滑坡滑面运动特征——以汶川县布瓦村滑坡为例

当前滑坡滑面运动特征获取多采用接触式手段,费时费力、成本高昂,且仅能获取稀疏点位滑面运动状态。因此,本文提出一种非接触式滑坡滑面运动特征获取方法,其基本思路是:基于位错理论建立滑坡表面形变与滑面运动间的关系模型,同时引入滑面运动平滑约束条件,最终以InSAR等技术获取的地表形变为约束,反演获得滑面运动特征。本文选择四川省汶川县布瓦村滑坡作为研究对象,以时序InSAR技术获取的滑坡坡面升降轨形变数据为约束,基于发展的理论方法反演获得布瓦村滑坡滑面几何与运动学参数,并结合野外勘查、Lidar观测以及模型残差较好地验证了反演结果的可靠性,其中反演升降轨模型残差仅3.1 mm·a^(-1)和3.4 mm·a^(-1)。反演结果显示,布瓦村滑坡滑面位于坡表以下平均~15.0 m深度处,滑面整体以沿坡向运动为主,最大运动量级达~80 mm·a^(-1),同时在坡体西侧中下部发现微量的垂直坡向运动。本文提出方法可方便、快速的获取空间连续的滑坡滑面运动特征,为滑坡灾害预警和失稳风险评估提供更为直接可靠的科学参考。