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为了提高二维大地电磁反演对异常体边界的刻画能力,我们引入曲波变换建立一种新的稀疏正则化反演方法.与传统的在空间域中对模型电阻率参数求解的方式不同,我们借助曲波变换将二维电阻率模型转换为曲波系数,并采用L1范数约束以保证系数的稀疏性.曲波变换是一种多尺度分析方法,其系数分为粗尺度系数和精细尺度系数,粗尺度的系数代表电阻率模型的整体概貌,而精细尺度中较大系数代表目标体的边缘细节.此外,曲波变换的窗函数满足各向异性尺度关系,并具有多方向性,因此曲波变换可以近似最佳地提取目标体的边缘特征信息,这为我们在反演中恢复边界提供有利条件.通过对大地电磁的理论模型合成数据和实测数据反演,验证了基于曲波变换稀疏正则化反演对异常体边界的刻画能力优于常规的L2范数和L1范数反演方法. 相似文献
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本文提出了一种基于模型空间压缩技术的大地电磁三维反演方法.该方法在传统大地电磁三维反演理论的基础上,通过小波变换将待反演的空间域模型参数映射到小波域进行反演,获得小波域更新模型后再通过小波逆变换得到空间域反演模型.由于小波变换具有压缩特性和多尺度分辨能力,本文反演方法可在一定程度上提高反演分辨率.为了提高反演效率,我们针对基于L_1范数的模型约束求解不易收敛的反演问题,提出了一种基于模型粗糙度的简单有效的预条件处理技术.为验证本文算法的有效性,本文首先对经典的"棋盘"模型进行三维反演测试.反演结果表明本文算法的反演效率与传统方法相当,但对于深部异常体具有更好的分辨能力.最后,我们通过对实测数据反演进一步验证本文算法的有效性. 相似文献
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传统的一维反演技术已经被广泛应用于航空电磁数据解释中.然而,利用单点水平层状介质模型模拟地下复杂地电结构有时会遇到困难.突出表现在反演参数的横向不连续性,即使相邻测点的反演结果也会出现突变.本文针对航空电磁直升机吊舱系统可进行密集采样,相邻测点地下电性结构应具有某种程度连续性的特点,研究航空电磁数据横向约束反演理论,并提出参数加权约束方法.首先阐述频率域航空电磁正演和加权横向约束反演理论,着重介绍这种拟二维反演方法的基本原理和实施步骤,以及将该方法成功应用于频率域航空电磁数据反演处理的方法技术.最后,通过对理论和实测数据反演处理,并与传统的一维反演结果进行对比,验证加权横向约束反演方法的有效性. 相似文献
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为了克服时间域航空电磁数据单点反演结果中常见的电阻率或层厚度横向突变造成数据难以解释的问题，通过引入双向约束实现航空电磁拟三维空间约束反演.除考虑沿测线方向相邻测点之间的横向约束外，同时还考虑了垂直测线方向测点在空间上的相互约束.为此，首先设计拟三维模型中固定层厚和可变层厚两种空间约束反演方案，然后通过在目标函数中引入沿测线和垂直测线方向上的模型参数约束矩阵，并使用L-BFGS算法使目标函数最小化，获得最优拟三维模型空间反演解.基于理论模型和实测数据反演，对单点反演与两种空间约束反演方案的有效性进行比较，证明本文空间约束反演算法对于噪声的压制效果好，反演的界面连续光滑，同时内存需求和反演时间少，是一种快速有效的反演策略. 相似文献
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对于被动源地震数据,运用常规的互相关算法得到的虚拟炮记录中,不仅含有一次波反射信息,还包括了表面相关多次波.然而,通过传统的被动源数据稀疏反演一次波估计(EPSI)方法,可以求得只含有一次波,不含表面相关多次波的虚拟炮记录.本文改进了传统的被动源数据稀疏反演一次波估计问题的求解方法,将被动源稀疏反演一次波估计求解问题转化为双凸L1范数约束的最优化求解问题,避免了在传统的稀疏反演一次波估计过程中用时窗防止反演陷入局部最优化的情况.在L1范数约束最优化的求解过程中,又结合了2DCurvelet变换和小波变换,在2DCurvelet-wavelet域中,数据变得更加稀疏,从而使求得的结果更加准确,成像质量得到了改善.通过简单模型和复杂模型,验证了本文提出方法的有效性. 相似文献
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时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关，并且各参数之间灵敏度差异较大，导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数，进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率，由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演，我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束，进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性，我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明，基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型，而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后，我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演，结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善... 相似文献
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混合范数下的最优化反演方法 总被引：4，自引：1，他引：4
在求解地球物理反问题时，通常根据最小二乘准则构造目标函数进行反演，并在实践中得到了广泛的应用.为进一步增强反演的稳健性及减少多解性，不损失反演结果的分辨率，本文提出了混合范数下的最优化反演方法，它根据数据和模型可能服从不同的概率分布，对数据空间和模型空间采用不同的范数来构造目标函数.在给出目标函数的基础上，导出了混合范数下的线性反演方程.由于该线性反演方程的复杂性，我们采用混合范数下迭代再加权共轭梯度法进行求解.最后，通过对模拟的电阻率数据进行反演，验证了本文计算方法是可行的. 相似文献
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重力梯度数据相对于传统重力数据,能够更细致、准确地描述地球浅部构造和研究矿产资源分布等信息.本文采用共轭梯度算法,在加权密度域求解重力梯度数据三维聚焦反演最优化问题,以恢复地下三维密度分布,目标函数包括数据不拟合函数和最小支撑稳定函数.首先,在推导目标函数对加权密度的一阶导数时,为了得到更合理的计算公式,我们考虑变加权函数中含有密度变量;此外,本文通过密度上下限约束,改善了传统聚焦反演中聚焦因子选取困难的问题.新算法获得的反演结果,对聚焦因子的选择约束较少,相比传统聚焦算法,能够更容易的获得理想结果.将方法应用于理论模型验证其有效性和正确性,并应用本文方法处理文顿盐丘地区的航空全张量重力梯度数据,得到了与已知地质信息匹配的密度分布,表明本文方法具有处理实际数据的能力. 相似文献
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为解决地球物理反演中多解性的问题，综合多种地球物理信息的联合反演受到了广泛的关注.本文依据不同地球物理响应可能由相同异常体引起，而不同地球物理分布参数之间存在相关性等特点，提出了一种基于局部Pearson相关系数约束的联合反演方法.该方法假设每个局部区域模型参数的分布具有线性相关特性，在拟合不同类型观测数据时，对局部模型参数施加相关性约束，进行联合反演以减少多解性.本文采用交替迭代联合反演流程，改善了同一目标函数下联合反演收敛性和速度问题.基于新的联合反演方法和流程，我们测试了三维大地电磁和重力仿真数据的联合反演.结果表明，本文提出的基于局部相关性约束的联合反演方法，能充分利用大地电磁和重力观测数据信息，有效改善单一地球物理反演收敛性和多解性的问题，反演效果得到明显提升. 相似文献
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时间域航空电磁作为一种高效地球物理勘探技术特别适合我国地形复杂地区(沙漠、高山、湖泊、沼泽等)资源勘查.然而,这些地区地形起伏较大,对航空电磁响应有严重影响,忽略地形影响会给航空电磁数据解释造成很大误差.到目前为止人们对航空电磁地形效应特征研究十分有限.本文提出了基于非结构化网格的有限元法模拟带地形时间域航空电磁系统响应.该方法与基于结构化网格的有限差分相比能更好地模拟地形.首先通过傅里叶变换将2.5维问题转化成二维问题,利用伽辽金方法对二维问题进行离散.通过使用MUMPS求解器,得到波数域电磁响应.利用反傅里叶变换将波数域电磁响应变换到空间域,并利用正弦变换将其变换到时间域,得到2.5维时间域航空电磁响应.通过将本文的计算结果与半空间模型解析解及其他已发表的结果进行对比,检验了本文算法的精度.最后,我们系统分析了山峰和山谷地形对航空响应的影响特征.本文研究结果对航空电磁地形效应的识别和校正具有指导意义. 相似文献
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子波相位不准对反演结果的影响(英文) 总被引：5，自引：1，他引：4
本文重点讨论在振幅谱估计准确的情况下,采用不同相位谱子波作为实际估计子波进行线性最小二乘反演,并对结果进行分析。除子波相位外,所有其它影响反演结果的因素均忽略。稀疏反射系数模型(块状波阻抗模型)反演结果表明:(1)使用不同相位谱子波进行反演,其反演结果合成的记录与原始记录都非常匹配,但反演的反射系数和声波阻抗结果与真实模型有差异;(2)反演结果的可靠程度主要与不同相位子波z变换的根的分布有关,当估计子波与真实子波Z变换的根的分布仅在单位圆附近有差异时,反演的反射系数和声波阻抗与真实模型很接近;(3)尽管反演前后地震记录都匹配了,并且评价反演结果好坏的柯西准则或改进柯西准则(反演参数没有进行自适应处理)已经达到了最优(最小),但反演结果与真实模型仍存在较大差异。最后,针对子波相位估计不准可能导致反演效果较差这个问题,我们提出采用求L1范数、丰度、变分、柯西准则(反演参数进行了自适应处理)或/和改进柯西准则(反演参数进行了自适应处理)的最优值或次优值作为评价准则的一种解决办法,理论上得到了好的效果。 相似文献
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Inversion for seismic impedance is an ill-posed and band-limited problem so that inversion results are non-unique and unstable and low and high frequency components of inversion results are missed. Combining regularization with constraints of sonic log data and geological structure information can help to alleviate these problems. To achieve this, we developed an inversion method by constructing a new objective function which includes edge-preserving regularization and soft constraint based on Markov random field (MRF). The method directly introduces absolute constraints with prior impedance and sonic log data in the objective function and indirectly achieves relative constraints with geologic structures of layer interfaces and faults by adjusting the regularization parameter which is the scaling parameter δ. Moreover, we improved the inversion result using anisotropic diffusion smoothing method. Optimization approach utilized in inversion is a fast simulated annealing (FSA). We test the method on both synthetic and field data examples. Tests on 2-D synthetic data indicate that aspects of the discontinuity in the inversion results are significantly improved by adding δ values in faults and layer interfaces. We obtained better results by combining the first-order neighborhood and the third-order neighborhood of MRF. The inversion results of the field data provide more detailed information of the layers. The results of nearby faults were improved by introducing the geological structure constraints. 相似文献
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多震源编码技术可以提高全波形反演的计算效率，但同时会引入串扰噪声使反演结果质量降低. 全变分约束可以有效地压制层内噪声并突出模型界面，其与多震源技术的结合，能在大大提高弹性波全波形反演效率的同时提高反演质量. 本文提出了一种高效的动态多震源全波形反演策略，可以在离散串扰噪声的同时保证照明的均匀性. 根据残留串扰噪声的分布特征，构建了与之匹配的基于各向异性全变分约束的弹性波全波形反演方法. 为了减少周期跳跃效应，将基于稀疏约束的低频重构算法应用于弹性波地震记录，给出了利用快速梯度投影算法求解各向异性全变分约束的全波形反演流程. 模型数据测试结果表明本文的方法不仅能有效地抑制多震源方法导致的串扰噪声，同时也能降低观测数据中的噪声对反演结果的影响. 相似文献