Research note: deblended-data reconstruction using generalized blending and deblending models     

Tomohide Ishiyama  Mohammed Y. Ali  Satoshi Ishikawa  Gerrit Blacquiere  Shotaro Nakayama 《Geophysical Prospecting》2019,67(7):1852-1866

We introduce a concept of generalized blending and deblending, develop its models and accordingly establish a method of deblended-data reconstruction using these models. The generalized models can handle real situations by including random encoding into the generalized operators both in the space and time domain, and both at the source and receiver side. We consider an iterative optimization scheme using a closed-loop approach with the generalized blending and deblending models, in which the former works for the forward modelling and the latter for the inverse modelling in the closed loop. We applied our method to existing real data acquired in Abu Dhabi. The results show that our method succeeded to fully reconstruct deblended data even from the fully generalized, thus quite complicated blended data. We discuss the complexity of blending properties on the deblending performance. In addition, we discuss the applicability to time-lapse seismic monitoring as it ensures high repeatability of the surveys. Conclusively, we should acquire blended data and reconstruct deblended data without serious problems but with the benefit of blended acquisition.  相似文献   

利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

姚朝龙  李琼  罗志才  王长委  张瑞  周波阳 《地球物理学报》2019,62(3):883-897

在无真实观测值的情况下，本文利用广义三角帽方法评估了五种GRACE时变重力场模型（CSR、GFZ、GRGS、HUST发布的球谐系数解和JPL发布的Mascon解）反演中国大陆地区2003-2013年水储量变化的不确定性.研究结果表明，CSR、GFZ、JPL、HUST和GRGS反演月水储量变化不确定性的区域平均RMS分别为14.4 mm、26.3 mm、25.3 mm、26.6 mm和56.1 mm，其中GRGS的结果未恢复泄漏信号；在季和年尺度上，模型的不确定性均小于月尺度；扣除周期和趋势信号后，各模型反演结果更为一致.除长江流域外，CSR在13个流域的不确定性均小于其他模型，GRGS反演各流域水储量变化的不确定性通常较大，且可能高估了温带大陆性气候地区水储量的波动；CSR和JPL的不确定性受流域周边水文特征、气候类型、流域面积和形状的影响相对较小，不确定性变化范围分别为2.3~17.1 mm和5.6~22.5 mm，GFZ和HUST受影响较大，不确定性变化范围分别为5.5~35.1 mm和4.0~40.6 mm.本文的研究结果为GRACE产品不确定性评估提供了新的途径，为GRACE时变重力场模型的选取提供参考.  相似文献   

基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

苏扬  殷长春  刘云鹤  张博  任秀艳 《地球物理学报》2019,62(2):743-751

由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果.  相似文献   

一种地方与区域地震震源机制反演技术：广义极性振幅技术（一）——原理与数值实验   总被引：4，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

严川  许力生 《地球物理学报》2014,57(8):2555-2572

基于数十年来已有的研究进展，提出了一种地方和区域地震震源机制反演技术——广义极性振幅技术（GPAT），并通过一系列数值实验检验了这种技术的可行性和抗干扰能力.首先，从地震波场概念出发，利用P波初动极性与广义震相振幅构建矢量，建立反演系统，并给出求解技术；然后，考虑影响反演结果的各种因素，包括台站布局、台站数目、随机噪声、震中位置误差、震源深度误差和速度模型误差，分别进行了单一因素影响测试；最后，同时考虑各种因素进行了综合测试.实验结果表明，GPAT是可行的，具有良好的抗干扰能力.需要强调的是，在众多影响因素中，速度模型误差对反演结果的影响最大.  相似文献   

基于稀疏表示的地面磁共振信号提取方法          下载免费PDF全文

王琦  田宝凤  张健  蒋川东 《地球物理学报》2018,61(8):3446-3456

在多孔隙含水层中地面磁共振（surface nuclear magnetic resonance，SNMR）信号呈现多弛豫衰减特性，常规盲源分离方法和单指数拟合方法引起信号严重失真和信息缺失等问题.本文提出了基于稀疏表示的随机噪声背景下多弛豫SNMR信号的提取方法.根据SNMR信号的衰减特征，设计了精确刻画SNMR信号且与随机噪声不相关的离散衰减余弦冗余字典.其次，针对多弛豫SNMR信号稀疏度未知的问题，通过设置合理的残差比阈值控制迭代次数，改进了广义正交匹配追踪（generalized orthogonal matching pursuit，gOMP）算法，使得该方法应用于SNMR信号的提取时，具有更好的自适应性和普适性.再次，鉴于SNMR测量数据为多次独立重复采集的结果，提出了基于数据流的SNMR信号提取策略，在提高算法鲁棒性的同时，保证了信号提取结果的唯一性.最后，通过仿真和实测数据证明了基于gOMP算法的稀疏表示方法可以显著地提升多弛豫SNMR信号的提取质量，降低随机噪声对含水层反演结果的影响，提高SNMR探测能力.  相似文献   

Solving the linearized forward-speed radiation problem using a high-order finite difference method on overlapping grids     

《Applied Ocean Research》2017

The linearized potential flow approximation for the forward speed radiation problem is solved in the time domain using a high-order finite difference method. The finite-difference discretization is developed on overlapping, curvilinear body-fitted grids. To ensure numerical stability, the convective derivatives in the free-surface boundary conditions are treated using an upwind-biased stencil. Instead of solving for the radiation impulse response functions, a pseudo-impulsive Gaussian type displacement is employed in order to tailor the frequency-content to the discrete spatial resolution. Frequency-domain results are then obtained from a Fourier transform of the force and motion signals. In order to make a robust Fourier transform, and capture the response around the critical frequency, the tail of the force signal is asymptotically extrapolated assuming a linear decay rate. Fourth-order convergence of the calculations on simple geometries is demonstrated, along with a nearly linear scaling of the solution effort with increasing grid resolution. The code is validated by comparison with analytical and semi-analytical solutions using submerged and floating closed-form geometries. Calculations are also made for a modern bulk carrier, and good agreement is found with experimental measurements.  相似文献   

基于广义回归神经网络的行星际/太阳风参数和地磁指数的紫外极光强度建模          下载免费PDF全文

胡泽骏  韩冰  连慧芳 《地球物理学报》2020,63(5):1738-1750

极光卵极光强度的空间分布是太阳风-磁层-电离层能量耦合过程的重要表现,并且随着空间环境参数和地磁指数的变化而变化,是空间天气的重要指示器.建立合适的极光强度模型对亚暴的预测以及磁层动力学的研究具有重要意义.本文基于Polar卫星的紫外极光成像仪(Ultraviolet Imager,UVI)数据,采用两种不同的极光强度表征方法,即曲线拟合方法(从UVI图像数据中提取极光强度沿磁余纬方向上的曲线特征,Curve Feature along the Magnetic Co-latitude Direction of the Auroral Intensity,CFMCD_AI)和网格化方法(从UVI图像数据中提取极光强度的网格化特征,Gridding Feature of the Auroral Intensity,GF_AI),来构造极区极光强度特征数据库.然后,利用该数据库,采用广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)构建了以行星际/太阳风参数(行星际磁场三分量、太阳风速度和密度)和地磁指数(AE指数)为输入参数的两种极光强度预测模型(GRNN_CFMCD_AI模型和GRNN_GF_AI模型).利用图像质量评价指数结构相似度(structure similarity,SSIM)作为极光强度模型预测结果和对应的UVI图像的相似性评价标准(完全相似为1,不相似为0,一般认为SSIM大于0.5是具有较好的相似性),对两种极光强度模型进行了性能评价.结果显示,GRNN_GF_AI模型预测结果对应的SSIM值范围为0.36～0.77,均值为0.54,性能优于GRNN_CFMCD_AI模型的.  相似文献   

Multifractal characteristic analysis of near-fault earthquake ground motions     

《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2015

This study aims to reveal the multi-scaling behavior and quantify the irregularity of near-fault earthquake ground motions from a new perspective of multifractal theory. Based on multifractal detrended fluctuation analysis, the multifractal characteristic parameters of acceleration time series for typical near-fault ground motions are calculated, and their correlations with two period parameters (i.e., mean period T_m and characteristic period T_c) and box-counting fractal dimensions are analyzed. Numerical results of strong nonlinear dependence of generalized Hurst exponents h(q) upon the fluctuation orders q indicate that near-fault ground motions present the multifractal properties and long-range correlation obviously. Furthermore, the scaling exponent h(2) of near-fault records has a strong correlation with their periods T_m and T_c, and strongly negative correlation with their box dimension. Moreover, h(2) can be regarded as a measure of frequency content and irregularity degree of strong earthquake ground motions. Finally, it is pointed out that the long-range correlation of small and large fluctuation is the major source of multifractality of near-fault ground motions.  相似文献   

常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近          下载免费PDF全文

谢志南  郑永路  章旭斌 《地球物理学报》2018,61(10):4007-4020

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼，可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言，常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到，增加标准线性体个数能有效提高模拟精度，但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法，详细分析了时域本构逼近误差的影响因素，清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度，与频带上下限取值无关这一特性，阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素，结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则，对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步，本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构，解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题，并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.  相似文献   

一种地方与区域地震震源机制反演技术:广义极性振幅技术(二)——对实际震例的应用   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

严川  许力生  张旭  李春来  许康生 《地球物理学报》2015,58(10):3601-3614

为了检验广义极性振幅技术(GPAT)的实用性,我们利用GPAT反演确定了49次实际地震的震源机制、矩震级和震源深度.为了检验GPAT对地方地震、区域地震以及远震的实用性,我们选用了震级范围约为ML0.2~MS7.0之间的地震与震中距范围约在5~8000km之间的观测资料.对反演结果的分析表明,利用GPAT获取的震源机制结果在合理误差范围内是正确的,利用GPAT获取的矩震级结果是可靠的,而利用GPAT获取的震源深度总体上似乎比常规定位深度深约0.6km.总体而言,GPAT在震源机制、矩震级和震源深度的反演方面表现出良好的实用性.  相似文献