Estimation of the 3D correlation structure of an alluvial aquifer from surface-based multi-frequency ground-penetrating radar reflection data     

Zhiwei Xu  James Irving  Kyle Lindsay  John Bradford  Peimin Zhu  Klaus Holliger 《Geophysical Prospecting》2020,68(2):678-689

Knowledge about the stochastic nature of heterogeneity in subsurface hydraulic properties is critical for aquifer characterization and the corresponding prediction of groundwater flow and contaminant transport. Whereas the vertical correlation structure of the heterogeneity is often well constrained by borehole information, the lateral correlation structure is generally unknown because the spacing between boreholes is too large to allow for its meaningful inference. There is, however, evidence to suggest that information on the lateral correlation structure may be extracted from the correlation statistics of the subsurface reflectivity structure imaged by surface-based ground-penetrating radar measurements. To date, case studies involving this approach have been limited to 2D profiles acquired at a single antenna centre frequency in areas with limited complementary information. As a result, the practical reliability of this methodology has been difficult to assess. Here, we extend previous work to 3D and consider reflection ground-penetrating radar data acquired using two antenna centre frequencies at the extensively explored and well-constrained Boise Hydrogeophysical Research Site. We find that the results obtained using the two ground-penetrating radar frequencies are consistent with each other, as well as with information from a number of other studies at the Boise Hydrogeophysical Research Site. In addition, contrary to previous 2D work, our results indicate that the surface-based reflection ground-penetrating radar data are not only sensitive to the aspect ratio of the underlying heterogeneity, but also, albeit to a lesser extent, to the so-called Hurst number, which is a key parameter characterizing the local variability of the fine-scale structure.  相似文献   

基于TerrSolid对机载雷达DEM重提取方法研究     

王瑚  周光耀  周海龙 《测绘与空间地理信息》2020,(3):127-130

DEM的提取是激光雷达数据采集的重要用途之一,但由于目前算法的局限性,无法高精度地自动分类,如何在算法分类的基础上重新进行人工分类,以一定的原则和标准进行重提取从而得到更高精度的DEM,仍然是专业领域的一大难题。本文对某.LAS数据重提取,极大提高了其DEM的精度,为今后相关单位和个人使用TerrSolid软件对机载雷达DEM重提取提供一些经验。  相似文献   

Jason-2高度计电离层GIM误差分析及修正研究     

黄霞凤  苗洪利  苗翔鹰  薛文文 《海洋学报》2019,41(7):143-148

基于Jason-2高度计2015年地球物理数据集(GDR)38个周期太平洋海域的全球电离层图(GIM)电离层校正值和双频校正值的数据，分不同季度和不同纬度区域比较二者的差异，结果表明:GIM值与双频校正值之间存在明显的差异，GIM校正值普遍高于双频校正值，说明GIM高估了电离层路径延迟，GIM校正值与双频校正值的差异与季节和纬度区间有关。用梯度下降法得到GIM值的修正方程，将修正方程应用于2016年Jason-2的全年数据，修正后的GIM值与双频校正值十分接近，在各年份中均具有良好的适用性。在单频高度计不能使用电离层双频校正算法的情况下，可以利用不同季度和不同纬度区域的修正方程对同等高度的高度计GIM值进行修正以达到双频校正值的精度水平。  相似文献   

井间电磁法综述     

刘四新  倪建福 《地球物理学进展》2020,(1):153-165

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.  相似文献   

地震台阵监测能力综述     

郝春月  郑重 《地震地磁观测与研究》2020,41(6):3-14

根据各大网站地震目录和前人研究成果，分析全球地震台网与地震台阵、我国区域台网与地震台阵的监测能力，阐述了地震台阵与密集台网/台阵的区别。研究表明，对同一地区所检测的地震数，地震台阵是地震台网的3-10倍，而震级下限可降低1.2-2级。一般情况下，以微弱信号检测为目的的地震台阵监测能力均优于以结构研究为目的的密集台网/台阵，2种台阵是目的、性质、孔径、形状、台间距、技术手段、研究方法均不同的监测系统。  相似文献   

Lidar-aided analysis of boreal forest backscatter at Ku band     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2020

This paper analyzes the backscatter of the microwave signal in a boreal forest environment based on a Ku -band airborne Frequency-Modulated Continuous Waveform (FMCW) profiling radar—Tomoradar. We selected a half-managed boreal forest in the southern part of Finland for a field test. By decomposing the waveform collected by the Tomoradar, the vertical canopy structure was achieved. Based on the amplitude of the waveform, the Backscattered Energy Ratio of Canopy-to-Total (BERCT) was calculated. Meanwhile, the canopy fraction was derived from the corresponding point cloud recorded by a Velodyne VLP-16 LiDAR mounted on the same platform. Lidar-derived canopy fraction was obtained by counting the number of the first/ the strongest returns versus the total amount of returns. Qualitative and quantitative analysis of radar-derived BERCT on lidar-derived canopy fraction and canopy height are investigated. A fitted model is derived to describe the Ku-band microwave backscatter in the boreal forest to numerically analyze the proportion contributed by four factors: lidar-derived canopy fraction, radar-derived canopy height, the radar-derived distance between trees and radar sensor and other factors, from co-polarization Tomoradar measurements. The Root Mean Squared Error (RMSE) of the proposed model was 0.0958, and the coefficient of determination R2 was 0.912. The fitted model reveals that the correlation coefficient between radar-derived BERCT and lidar-derived canopy fraction is 0.84, which illustrates that lidar surface reflection explains the majority of the profiling /waveform radar response. Thus, vertical canopy structure derived from lidar can be used for the benefit of radar analysis.  相似文献   

曲靖非相干散射雷达电离层F区日间电子温度变化特征初步分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

丁宗华  代连东  杨嵩  唐志美  吴健  许正文 《地球物理学报》2020,63(4):1282-1293

利用曲靖非相干散射雷达2017-2018年春夏季观测数据首次分析了电离层日间150~450km电子温度的地方时与高度变化特征及其与电子密度的相关性.发现hmF2及以上的电子温度在日出日落时具有两个峰值,在11∶00-16∶00LT之间变化较小,高度越高午后上升的时间越早;从150km开始迅速增加,在约220km达到最大值,然后开始降低,在约300~350km达到最小值,最后单调上升;200km以下电子温度与电子密度成正相关(主要由热传导控制),200~450km之间存在明显的反相关(光电离过程占主导),电子-离子温度差与电子密度对数之间存在近似线性关系,电子温度逐日变化与光电离因子的变化趋势相似,这种相关性在中午与午后更明显;以上结果与其他非相干散射雷达观测和电离层模型计算结果基本一致,但也存在一些差别,需要结合更多数据深入分析.  相似文献   

面向目标的起伏地表组合震源延时参数计算方法          下载免费PDF全文

秦龙  尹成  崔永福  刘正文  张振  方兵  陶正武 《地球物理学报》2019,62(4):1492-1501

组合震源技术通过调节延迟激发时间和震源埋藏深度能够实现地震波场的定向传播,提高地震波的照明能量和地震数据信噪比.然而,目前国内外对基于特定目标的组合震源最佳聚焦方向的选取以及起伏地表组合震源定向理论的研究相对较少.在聚焦方向选取方面,目前基本是利用多种不同延时参数的组合震源分别进行试验,从而确定较好的组合震源延时参数.本文则利用爆炸反射面原理,在目的层界面上均匀布置震源同时激发地震波,能够产生垂直于地层界面传播的平面波,当初至波传播至地表时进行地表方向统计.根据互易性原理,以初至波传播方向的反方向为聚焦方向,激发产生的地震波主波束方向将垂直入射到目的层界面上,从而精确的计算出组合震源的最佳聚焦方向.在组合震源定向方面,目前主要是利用组合震源方向因子公式进行计算,但该方法要求震源布置在同一条直线上,并不能满足起伏地表的应用要求.本文以惠更斯-菲涅尔原理为理论基础,提出通过炮点向量在聚焦方向上的投影来确定组合震源传播至虚拟波前的走时,从而确定任意起伏地表组合震源的延迟激发时间.该方法不仅能够计算出沿给定地质模型的目的层界面垂直入射的组合震源聚焦方向,也能够确定任意起伏地表情况下形成沿该聚焦方向定向传播地震波场的组合震源延迟激发时间.因此,本文提出的面向目标的起伏地表组合震源延时参数计算方法对组合震源数据采集具有理论与实践意义.  相似文献   

大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

吴志强  祁江豪  张训华  郭兴伟  丘学林  张雪飞  谭云龙  黄聿晓  李文强  庞玉茂 《地球物理学报》2019,62(9):3492-3508

南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化，为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息，对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面（VSP）观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题，采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式，提高了激发地震波的能量，获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法，对VSP观测数据进行处理，获得了海相三叠系—志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据，建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系，实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接，标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性，厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息，成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源，也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.  相似文献   

吉林龙井地震台阵勘选     

张洪艳  陈俊杰  卢燕红  郑国栋  高金哲  蔡宏雷 《地震地磁观测与研究》2020,41(6):69-74

吉林省地震监测台网自数字化观测以来，地震监测能力和速报速度明显提高，但东部的延边地区测震台网密度仍相对偏低。为了进一步提升该区地震监测能力，中国地震局拟在吉林省延边州龙井市建设1个地震台阵，采用圆形阵列方式布设，孔径设为3 km，由9个子台组成。通过图上勘选、宏观勘选、仪器勘选，最终确定9个台点的具体位置，并给出布台方案，为今后实地建设台站打下坚实基础。  相似文献