基于不等式约束的三维电阻率探测混合反演方法   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

刘斌  刘征宇  宋杰  聂利超  王传武  陈磊 《地球物理学报》2017,60(2):820-832

三维电阻率探测的线性反演和非线性反演中均存在着多解性的固有难题.电阻率线性反演方法的效率较高,但反演结果对初始模型的依赖性较强,易陷入局部极小;而非线性反演方法不依赖初始模型,但搜索效率极低,尚未见到关于三维电阻率非线性反演的文献.针对上述问题,融合线性与非线性反演方法的互补优势,提出了最小二乘法(线性方法)与改进遗传算法(非线性方法)相结合的混合反演方法的概念和思想.首先,提出了将介质电阻率变化范围作为不等式约束引入反演方程的思路,以实现压制多解性、提高可靠性的目标.提出了宽松不等式约束和基于钻孔推断的局部严格不等式约束的获取及定义方法.在此基础上,分别提出了基于不等式约束的最小二乘线性反演方法和遗传算法非线性反演方法.其次,对于遗传算法在变异搜索方向控制、初始群体产生等方面进行了改进,优化了其搜索方向和初始群体多样性.然后,提出了混合反演方法及其实现方案,利用改进遗传算法进行第一阶段反演,发挥其对初始模型的依赖程度低的优势,搜索到最优解附近的空间,输出当前最优个体;利用最小二乘法进行第二阶段反演,将遗传算法得到的当前最优个体作为初始模型,在最优解附近空间执行高效率的局部线性搜索,最终实现地电结构的三维成像.最后,开展了合成数据与实际工程算例验证,与传统最小二乘方法进行了对比,发现混合反演方法在压制多解性、摆脱初始模型依赖和提高反演效果方面有较好效果.  相似文献   

基于GRACE的空间约束方法监测华北平原地下水储量变化   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

冯伟  王长青  穆大鹏  钟敏  钟玉龙  许厚泽 《地球物理学报》2017,60(5):1630-1642

华北平原作为我国重要的工农业基地和政治经济中心,面临着严重的水资源危机.因此,开展对华北平原地下水储量变化的监测工作具有重要现实意义与科学价值.本文基于GRACE重力卫星的空间约束方法,研究了华北平原地下水储量变化的时空分布规律,并与地面水井实测与地下水模型结果进行了综合比较和分析.结果表明:2002-2014年,华北平原地下水存在明显的长期亏损,GRACE估计的亏损速率为-7.4±0.9 km~3·a~(-1),而地面水井资料估计的浅层地下水亏损速率为-1.2 km~3·a~1,对比两者之间的差异可以发现,华北平原的地下水亏损以深层地下水为主.2002-2008年,GRACE估计的华北平原地下水亏损速率为-5.3±2.2 km~3·a~(-1),这与华北平原两个地下水模型得到的平均亏损速率-5.4 km~3·a~(-1)十分吻合.通过华北平原区域地下水模型的独立验证,说明GRACE可以有效评估华北平原的地下水储量变化趋势.除了长期亏损的趋势项之外,华北平原地下水还存在明显的年际变化特征,并与该地区年降雨量变化特征一致.在降雨偏少的2002年、2005-2009年和2014年,华北平原地下水储量显著减少.在空间分布上,GRACE结果表明,华北平原的地下水储量减少主要发生在山前平原和中部平原区,这也与水井实测资料和区域地下水模型结果较为吻合.与GRACE和区域地下水模型相比,目前的全球水文模型仍无法准确估计华北平原地下水变化的空间分布和亏损速率.上述研究表明,GRACE提供了评估华北平原地下水储量变化的重要监测手段.  相似文献   

Late Holocene slip rate and average recurrence interval of great earthquakes on the Shangzhi segment of the Yilan‐Yitong Fault Zone,northeastern China: Constraints from paleo‐earthquakes and historical written records          下载免费PDF全文

Zhongyuan Yu  Peizhen Zhang  Wei Min  Qinghai Wei  Yugang Liu 《Island Arc》2018,27(1)

The Yilan‐Yitong Fault Zone (YYFZ) is considered to be the key branch of the Tancheng‐Lujiang Fault Zone (TLFZ) in northeastern China. Although the Mesozoic and early Cenozoic deformation of the YYFZ has been studied intensively over the past century, few estimates of slip rate and recurrence interval of large earthquakes in the late Quaternary, which are the two most important parameters for understanding the potential seismic hazard of this crucial structure, were obtained. Based on integrated interpretations of high resolution satellite images and detailed geologic and geomorphic mapping, linear landforms were identified, including fault scarps and troughs, along the Shangzhi segment of the YYFZ, which exceeds 25 km in length. Synthesized results of trench excavations and differential GPS measurements of terrace surfaces indicate that two events (E1, E2) occurred along the Shangzhi segment during the late Holocene, which resulted in 3.2 ±0.1 m of total vertical co‐seismic displacement with clear features of thrust motion. ¹⁴C dating of samples suggests that event E1 occurred between 440 ±30 years BP and 180 ±30 years BP and that event E2 occurred between 4 090 ±30 years BP and 3 880 ±30 years BP, which indicates that the minimum vertical slip rate of the Shangzhi segment of the YYFZ has been approximately 0.8 ±0.03 mm/year during the late Holocene. Constraints from paleo events and the slip rate suggest that the average recurrence interval of major earthquakes on the YYFZ is 3 800 ±200 years. Historical documents in Korea show that event E1 possibly corresponds to the earthquake that occurred in AD 1810 (the Qing Dynasty in Chinese history) in the Ningguta area, which had surface‐wave magnitude (Ms) of 6.8–7.5. Studies of kinematics show that the right‐lateral strike‐slip with a reverse component has been dominant along the YYFZ during the late Holocene.  相似文献   

强造斜致绳索取心钻具折断分析     

卢秋平 《地质与勘探》2020,56(2):445-450

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0.62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。  相似文献   

Incorporating known petrophysical model in the seismic full-waveform inversion using the Gramian constraint     

M. Malovichko  N. Khokhlov  N. Yavich  M. S. Zhdanov 《Geophysical Prospecting》2020,68(4):1361-1378

In this paper, we develop a general approach to integrating petrophysical models in three-dimensional seismic full-waveform inversion based on the Gramian constraints. In the framework of this approach, we present an example of the frequency-domain P-wave velocity inversion guided by an electrical conductivity model. In order to introduce a coupling between the two models, we minimize the corresponding Gramian functional, which is included in the Tikhonov parametric functional. We demonstrate that in the case of a single-physics inversion guided by a model of different physical type, the general expressions of the Gramian functional and its gradients become simple and easy to program. We also prove that the Gramian functional has a non-negative quadratic form, so it can be easily incorporated in a standard gradient-based minimization scheme. The developed new approach of seismic inversion guided by the known petrophysical model has been validated by three-dimensional inversion of synthetic seismic data generated for a realistic three-dimensional model of the subsurface.  相似文献   

结点虚流量法理论基础阐释及改进算法     

周斌  严俊  刘斯宏  杨茂盛 《岩土力学》2018,39(1):349-355

含自由面的无压渗流问题本质上是一类非线性自由边值问题,固定网格的结点虚流量法在全域范围内不断扣除虚域流量贡献,从而使该问题得到求解。它具有网格依赖性小、出逸点收敛快等优点,但其内在理论基础尚未被完全揭示。通过引入互补型约束条件建立了结点虚流量法和Signorini型变分不等式提法的等价性桥梁,在此基础上引入过渡区放大系数 对自由面判别准则进行优化,并以砂槽模型试验为例进行验证。对比结果表明,优化后算法数值稳定性更好,计算结果与试验数据吻合度更高。研究成果为超大规模网格的渗控结构优化设计提供了有效分析手段。  相似文献   

基于宽范围岩石物性约束的大地电磁和地震联合反演          下载免费PDF全文

陈晓  于鹏  邓居智  张磊  葛坤朋  王彦国 《地球物理学报》2016,59(12):4690-4700

岩石物性约束是地球物理联合反演重要的实现方式.在以往联合反演研究中,这种约束通常以点对点的映射方式出现,要求经验性的岩石物性关联是相对精确的,无形中提高了岩石物性约束应用于联合反演的条件.基于此,本文结合全局寻优的模拟退火算法,提出了宽范围岩石物性约束技术.该技术将岩石物性约束与模拟退火模型扰动、模型接受准则相结合,实现了空间对空间的映射,将电阻率和速度耦合在一起.文章以MT和地震正则化同步联合反演为例,检验了不同的先验信息条件下的宽范围岩石物性约束技术的适用性.模型试验表明:新技术容易实现,容错性高,可降低"不精确"岩石物性关联信息引入带来的风险,提高岩石物性约束应用的灵活性.  相似文献   

考虑时空间限制的电动汽车充电站布局模型   总被引：2，自引：2，他引：0  

孙小慧  刘锴  左志 《地理科学进展》2012,31(6):686-692

基于能源需求空间分布的既有新型燃料供应站布局模型解决了需求点与供应站之间的总距离最小、供应站服务客流最大、以及基于此两类目标的多目标优化问题。然而电动汽车充电时间较长的特性对充电站的空间布局问题提出了时间因素的限制。本文提出了充电站空间布局优化应该考虑充电的行为决策问题,即:何时需要充电,去何地充电,以及当因供电站的同时服务容量受到限制而产生排队时作何选择等。在研究充电行为和充电需求的基础上,建立了满足等待时间最短和服务最便利的时空间同时优化布局的动态模型,应用微观仿真方法进行了算例分析,并比较了该模型与传统截流选址模型在算例路网上的应用结果。结果证明时间限制下的行为决策对充电站布局存在较大影响,该动态模型对时间约束的考虑提高了优化结果的有效性。  相似文献   

基于距离和姿态观测量的GNSS基线网平差方法     

白征东  汤晓禹  项伟 《测绘通报》2017,(1):39-42

针对目前单历元算法需要连续观测较长时间才能够得到较为精确的解算结果的问题,利用载具同时架设3台GNSS接收机,获得基线观测量,同时事先精确测定接收机之间的距离,并利用陀螺仪获得载具的姿态角,通过增加距离和姿态观测量,与基线观测量共同进行平差处理,可以得到单历元较为稳定而精确的坐标解算结果。试验表明,平面精度在10 mm以内,高程精度在3 cm以内,相较于不添加距离和姿态观测量的结果精度提高了15%以上。  相似文献   

GIS and remote sensing integration for environmental applications     

J. C. Hinton 《International journal of geographical information science》2013,27(7):877-890

Abstract

The combined use of remotely-sensed images and vector GIS data has received considerable interest in recent years. This review article discusses the historical move towards closer integration of remote sensing and GIS technologies and the requirements of integrated software systems to enable remotely-sensed data to be combined with vector datasets for maximum effect. The benefits of integration to users of both GIS and remote sensing for environmental applications are reviewed and some thoughts are given on terminology and future directions in this field.  相似文献