微动线型台阵快速探测方案设计

针对城区浅层微动探测精细化高效化的需求,设计一套适用于微动线型台阵的快速探测方案。基于检波器多次覆盖利用和线型台阵高效滚动的观测特点,结合实践经验,设计微动线型台阵快速探测方案输出系统,并利用该系统在城区具体场地开展从数据采集到处理的微动探测实验。结果表明,本文方案能有效提高外业观测效率,为台阵快速布设及平移等提供参考。

全波场地震采集

尽管高精度三维地震采集取得了巨大的成功,但面对更复杂地质体时,探索能同时进行连续界面反射及随机介质散射的全波场地震采集的方法依然十分重要。地震采集面临两大困难,一个是不存在同时满足大倾角界面反射波与小尺度介质散射波的单一观测系统,即现有野外排列并不能对散射波充分采样;另一个是面对小尺度介质产生的地震波散射,不能同时满足横向分辨率与最小介质尺度对空间采样的要求,认为对小尺度介质进行充分采样无效。在引入量子力学概念后,地下非均质体与地震波的传播构成量子系统,散射波被视为概率波,空间采样密度便不再受限制。全波场地震采集是均衡获取多态式地震波的过程,由于不能靠稀疏、规则的采样方式获取,概率波采集需要满足遍历性,宜采用共中心点道集离散化技术,基于多观测系统设计和炮道密度控制的细分面元方法实现。考虑到地震散射波信号弱,存在局域性和不确定性,应选择小面元、小道距、小偏移距、近偏高覆盖和炮点与检波点局部随机布设等采集参数。全波场地震采集方式灵活,支持同期、多期镶嵌或井场连续地震采集,有效信号更丰富,背景噪声更低,地震波信号的频率范围更宽,而且经济上可以接受且物理可实现。

三电平逆变器低共模电压调制算法的研究

为了降低三电平逆变器输出共模电压,首先提出了一种改进的三电平逆变器调制算法,该方法通过弃用传统N3V调制算法中引起高共模的基本电压矢量,将传统的七段式N3V SVPWM调制算法改为五段式SVPWM调制算法。这种改进的五段式N3V SVPWM调制算法可将三电平逆变器输出共模电压降低50%,开关损耗降低1/3。考虑到五段式N3V SVPWM调制算法会导致中性点电位偏移,设计了一种九段式调制算法,仍然规避使用引起高共模的基本电压矢量,通过引入虚拟矢量来调节流入和流出中性点电流达到平衡,避免了中性点电位偏移,同时有效抑制了三电平逆变桥输出共模电压的幅值。

弯线地震勘探技术应用中的若干问题

弯线地震勘探可以避开各种障碍物、因地制宜地优选激发与接收条件以提高采集资料品质,在复杂地区油气勘探中得到广泛应用。例如:①黄土塬区采用弯线地震勘探技术,沿沟谷布设炮、检点,避开巨厚黄土层对地震波激发和接收的影响;②在碎屑岩与碳酸盐岩交互出露地区,采用弯线避开裸露灰岩而选择在碎屑岩中进行激发、接收;③采用弯线布设可避开村镇、悬崖、水库等大型地表障碍物,有利于落实构造和施工安全;④弯线地震施工可以采用比较灵活的炮、检点分布,能大大提高施工效率和节约勘探成本。但另一方面,弯线施工中炮检中点分散,对共面元道的可叠加性和剖面的可信度构成威胁。本文从满足弯线共中心点面元叠加的时间、空间条件出发,从采集和处理两个环节分析控制炮检中点分散范围的具体方法,以便在充分发挥弯线地震勘探优点的同时,保证成果剖面的真实性。

叠前时间偏移成像技术及其应用

零炮检距剖面是地震反射成像过程中的重要成果。通过弯曲反射界面模型,分析了共中心点(CMP)道集与共反射点(CRP)道集的差别,认为当反射界面倾斜时,常规处理中的CMP叠加不能得到准确的零偏移距剖面,而沿CRP道集叠加的叠前时间偏移能得到准确的零偏移距剖面,另外,还介绍了叠前时间偏移的实现方法和步骤,包括预处理、偏移速度场的建立和偏移后CRP道集的处理等,并结合实际资料进行了效果分析。

椭圆展开共反射点叠加方法的应用研究

本文详细介绍了均匀介质条件下椭圆展开共反射点（CRP）叠加原理,并引入双参数（上行波与下行波的速度比和平均速度）来解决非均匀介质条件下的叠加成像,严密论证了所求得的速度是真正的共反射点叠加速度,并结合理论模型计算和地震资料处理证实,利用椭圆展开CRP方法可以对复杂地质剖面求取准确的共反射点叠加速度和正确的零偏移距剖面,得到的成像效果远优于传统共中心点（CMP）方法.

基于共中心点道集约束的探地雷达波阻抗反演

探地雷达(GPR)波阻抗反演是一种准确获取地下介质本征参数的有效方法,该方法依赖于测井资料提供的低频信息,而在GPR实际应用中,钻孔资料很少。为此,提出利用共中心点(CMP)速度分析为波阻抗反演提供大尺度纵向约束,实现在CMP速度分析结果的约束框架下,精细重构介质的介电参数信息。首先,以层状模型为算例,验证了CMP速度分析结果作为波阻抗反演的初始模型约束的可行性;在此基础上,开展了2个随机介质模型的波阻抗反演测试,反演结果的整体结构与模型接近,细微结构得到了较好的重构,与理论值的平相对误差为8.73%。结果表明,该方法在随机介质模型的探地雷达的波阻抗反演中更高效和经济,并且成像结果中包含着丰富的细节信息,在土壤介质其他物理参数估计中具有可行性和适用性。

共反射面元叠加在复杂地区地震成像中的应用

共反射面元(CRS)叠加与常规共中心点(CMP)叠加相比是一种崭新的叠加方法。它是一种不依赖于宏观速度模型的零炮检距剖面成像方法,它的实现只依赖于3个波场属性参数的确定。共反射面元叠加通过将来自菲涅尔带范围内的反射波沿着叠加面求和,进而扩大叠加次数,达到增强反射信号能量、提高地震反射波的叠加成像质量的目的。实际地震资料处理结果表明,共反射面元叠加法能够提高剖面的信噪比、增加反射波同相轴的连续性。

基于双目立体视觉的汽车安全车距测量方法

汽车安全车距测量作为智能交通系统的一个重要分支是近年来的研究热点.本文阐述了双目立体视觉的原理,提出一种应用于高速公路上的安全车距测量方法.该方法根据目标车辆在左右摄像头所获的图像中对应的不同坐标,利用公垂线中点法计算出目标车辆到摄像头的距离.实验结果表明:该测距方法测量范围广,对远距离测量也适用;测量精度能满足智能交通中车辆安全距离测量的实际需要,是一种有效的前方车距测量方法.

细分线元地震采集方法在沙漠地区的应用

线元细分观测系统是在常规二维观测系统三维面元理论基础上发展的一种全新的二维观测系统。通过合理地布设炮检点位置 ,达到线元可分的目的。该观测系统与常规二维观测系统相比 ,可以在不改变观测系统的前提下增强过障碍能力 ,还可通过变线元处理为资料解释提供多种不同覆盖次数的剖面。

山前地震数据处理中不同基准面校正方法比较

对山前带地震数据处理方面静校正与共中心点(CMP)浮动基准面技术存在的缺陷以及波动方程基准面校正的优势进行全面分析.传统的静校正技术在处理山前地震数据方面存在不足,这种不足只有通过波动方程基准面校正策略才能得到解决,从而彻底地解决山前地震数据的基准面校正问题.基于2个典型的理论数据进行静校正与波动方程基准面校正的详细测试,证明当面对近地表高程剧烈起伏与横向速度变化非常剧烈的山前带地震数据时,波动方程基准面校正是最合理与最彻底的解决方案,它可以保证后续的深度成像能够得到正确的结果.

基于扩展共同中心点法的路面病害雷达测量

为进一步提高利用探地雷达技术测量路面厚度及病害的精度与效率,保证测量结果可直接用于改扩建路面的设计,将扩展共同中心点法(the extended common midpoint,XCMP)引入了基于探地雷达的改扩建路面厚度及病害测量。利用XCMP,探地雷达可测定现有路面厚度和病害位置且无需借助钻心取样校准介电常数;同时,采用了一种多阵列的3D探地雷达,它能同时采集纵横两个方向的路面信息。借助不断发展的信号处理技术和数值处理技术,结合了3D探地雷达信号特征和XCMP法,建立扩建路面厚度及病害测量的通用方法并将上述方法用于连霍高速改扩建项目。结果表明,XCMP法可采集获得清晰的路面结构图像并推算出路面厚度及病害位置,设计的4个XCMP方案的检测误差分别为8.51%,7.62%,3.97%,4.36%,可见XCMP方案基本满足检测需求;同时XCMP法与其他方法对比结果表明其具有更高的精度,误差波动较小,误差可控性强。在此基础上,选取厚度检测精度最高的方案进行病害位置的判定,主要检测病害包括路基脱空、断裂和碎裂,反射裂缝,隐含裂缝。依据病害在探地雷达图像上的区别,采用感兴趣区域(ROI)提取进行病害定位,同时结合上述路面厚度检测结果确定病害的位置和尺寸。

基于立体视觉的汽车安全车距预警系统研究

文章在对摄像机标定算法及立体视觉算法进行研究分析后,自行设计开发出基于德州仪器公司的TMS320DM642芯片的实时处理硬件系统,在此平台上实现了一种高速公路上的前方车辆检测识别和安全车距测量方案。该系统具有双通道图像采集、实时视频图像处理及视频输出功能,可以实现单帧图像的处理和显示。

黄土塬区煤田弯线地震勘探采集技术的应用

在黄土塬区,选择弯线地震勘探技术,相对传统的直测线地震勘探而言,可以克服由于黄土巨厚、沟谷陡峭、黄土干燥疏松且厚度横向变化剧烈等因素造成的激发、接收困难。设计弯线地震勘探观测系统,应遵循空间、时间条件来决定叠加次数;并考虑弯线叠加特点,计算弯曲测线共反射面元属性及道距、炮间距;根据动校正拉伸畸变,速度精度要求等综合因素选择炮检距。总之,弯线地震勘探技术的关键在于共反射面元属性分析,炮检中点的分散范围、分散度等参数的计算及优化。

自由观测条件下共中心点抽道集叠加方法的误差分析

常规共中心点抽道集叠加方法是以水平观测面,水平反射界面、均匀介质为条件,当前提条件不能完全具备时,会带来两个方面的误差,其一是CMP道集整体离散误差,其二是CMP道集内部各道之间的离散误差。通过建立相应数学模型并进行运算分析,界定了误差(离散量)的大小范围及分布规律:离散量与观测面反射界面之间的夹角、观测面高程、反射界面倾角及同道集炮检距等相关,其变化值越大,离散距离越大;相反离散距离会随观测面与反射点空间距离的增大而变小;另外介质波速越小,其垂直离散距离越大;中心点自激自收其离散量为0。对于CMP道集中诸道△t_0离散量常存在大于目的层反射波T/4的现象;炮距越大、观测界面倾角越大、介质波速越小,其△t_0离散值越大,其中△t_0离散值与炮检距呈非线性关系;相反反射界面埋深越大,其△t_0离散越小。根据离散量对资料影响程度的分析,指出了目前共中心点抽道集叠加方法存在着局限性。

基于探地雷达的典型红壤区网纹红土层识别

网纹红土层的识别对于土壤学和第四纪环境等研究均具有重要意义。以位于南方红壤区的江西省鹰潭市孙家流域为例,通过多频率探地雷达图像解译、钻井探测和土壤含水量分析等方法相结合,研究使用不同天线频率雷达对网纹红土层的识别效果及最佳的雷达探测方法。结果表明:共中心点法(CMP)能够准确地计算出电磁波在不同土地利用类型、不同深度的传播速度,电磁波在网纹红土层的传播速度在0.052 m·ns^-1~0.065 m·ns^-1之间,平均速度为0.058 m·ns^-1;剖面深度上的含水量变化特征与土壤层次的分布具有协同性,网纹红土层内土壤含水量逐渐递增,至网纹红土层下界面出现最大值,风化层以下土壤含水量随着深度的增加不断减小;应用60 MHz和120 MHz天线的雷达均可识别网纹红土层的上、下界面,深度拟合结果的R^2分别为0.93和0.86;相比较于60 MHz单天线探测网纹红土层厚度的结果,采用组合天线的方法,即200 MHz和60 MHz天线分别获得网纹红土层上、下界面的深度,能够提高探测准确度,试验平均相对误差由16.2%缩小至6.8%;探地雷达技术不仅可以提高野外调查效率,还有利于推进土壤三维制图的发展。

基于探地雷达的田块尺度下不同深度土壤含水量监测

为确定田块尺度下探地雷达对不同深度及相邻反射层间土壤含水量的反演精度、有效反演深度、最佳反演深度及最优反演模型,本研究采用1000 MHz中心频率探地雷达设备,分别在无降雨偏干旱土壤和降雨后湿润土壤两种条件下,在选定农田区域基于共中心点法采集雷达波数据,提取有效地表波与反射波数据,通过双曲线拟合法分别获取不同深度反射层雷达波的传播速度,计算得出土壤的相对介电常数,最后根据土壤体积含水量和介电常数之间的经验模型计算获得不同深度的土壤体积含水量。通过Topp、Roth、Herkelrath和Ferre四种经验模型分别进行土壤体积含水量反演测定,同时以利用烘干法获取的代表性测定土壤含水量实测值为指标进行精度验证。田间试验结果表明,1000 MHz探地雷达的有效反演深度范围为0~50 cm;土壤偏干旱和偏湿润条件的最佳反演深度分别为50 cm和40 cm;Roth模型相关性最好,决定系数R2最高为0.750,且Roth模型反演土壤含水量值最稳定,在土壤偏干旱和偏湿润条件下均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)平均值分别为0.0401 m;/m;和0.0335 m;/m;相对误差(Relative Error,RE)最低为3.0%。探地雷达具备对定量深度田间土壤含水量快速、精准监测的能力,但其反演模型需根据不同土壤类型等条件进行相应参数校正。

膜下滴灌棉田Dobson介电模型参数修改及水盐含量反演

新疆土壤盐渍化严重,亟需防治土壤盐渍化继续蔓延,水盐含量能直观表述盐渍化程度,所以反演土壤水盐含量对于土壤盐渍化的防治具有重要意义。以新疆典型的膜下滴灌棉田土壤为例,利用探地雷达250 MHz和1000 MHz两个频率天线,通过共中心点法获取波速后转换为视在介电常数,结合野外实测数据,修正胡庆荣盐渍土介电模型参数,以修正后的胡庆荣盐渍土介电模型反演膜下滴灌棉田表层土(0~30 cm)的水盐含量,最终验证反演结果的适用性。结果表明:通过修正胡庆荣介电模型中的参数,使该模型可以适用于膜下滴灌棉田土壤水盐含量的反演。参数A修正后的取值在0.74左右,参数ξ修正后的取值在0.14左右。②1000 MHz频率天线反演的含水量优于250 MHz频率,且反演值与实际值具有较好的线性拟合关系,R2=0.948,RMSE为2.67 cm^(3)/cm^(3)。③探地雷达250 MHz和1000 MHz频率天线的组合能够有效反演膜下滴灌棉田表层土的含盐量,反演值与实测值拟合程度较高,R^(2)=0.835,RMSE为1.43 g/kg。探地雷达技术结合参数修正后的胡庆荣介电模型不仅提高了水盐含量的调查效率,还有利于绘制中尺度棉田土壤水盐含量分布图,为防治土壤盐渍化提供了理论数据支持。

阿留申—阿拉斯加俯冲带及周边地区地幔过渡带结构研究

利用国家测震台网固定台站和“中国地震科学台阵探测”项目在南北地震带北段布设的宽频带流动台阵记录到的极远震事件,通过SS前驱波震相研究,获得了阿留申—阿拉斯加俯冲带东段及邻区下方410 km和660 km间断面的埋深和起伏形态特征.为增强对SS前驱波震相的识别,我们采用了时差校正和共反射点叠加分析.叠加结果显示,毗邻阿留申俯冲带的白令海、阿拉斯加半岛、以及阿拉斯加中南部和东部地区下方,410 km和660 km间断面的埋深基本呈正相关关系,因而具有正常的过渡带厚度.这表明在阿留申—阿拉斯加俯冲带东段,北太平洋板块还没有俯冲到地幔过渡带深度范围内.其次,在阿拉斯加西部地区下方,660 km间断面出现明显下沉,而上覆的410 km间断面埋深接近于全球平均值,从而导致过渡带明显加厚.据此,我们推测在阿拉斯加西部地区下方地幔过渡带底部可能存在库拉残留板块.

异面直线公垂线段中点算法为基的三维点重建

对基于二维图片的三维点重建关键技术进行研究。利用基于3D标定块的Tsai两步法对相机进行精确标定,在此基础上对三维重建算法中的基于异面直线公垂线段中点算法进行详细深入的研究。从几何学的角度出发,推导出基于异面直线公垂线段中点算法的计算公式,并将此方法与最小二乘法进行了误差比较。实例表明,异面直线公垂线段中点法比最小二乘法具有更高的重建精度。