含偏心点声源的随钻测井声场模拟和地层各向异性反演研究   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

卫建清  何晓  李希强  陈浩  王秀明 《地球物理学报》2019,62(4):1554-1564

地层横波波速测量以及各向异性评价是目前随钻声波测井应用及方法研究的难题之一.针对这些问题,本文试图从钻铤上的偏心点声源在各向异性地层中的响应出发,寻求和探讨解决方案.我们基于三维有限差分模拟的随钻测井信号,研究了偏心点声源在水平横向各向同性(HTI)慢速地层井孔中激发声波传播规律,研究结果表明:在HTI地层中偏心点声源能够同时激发出快、慢两种波形,并且此两种波形中主要分别包含快、慢弯曲波,由于与钻铤波的耦合作用,其速度总是分别小于地层快、慢横波波速,所以无法直接用于地层横波波速的测量.但根据进一步的灵敏度分析可知当在3kHz以上时,它们的相速度分别对地层参数水平和垂直剪切模量(c66和c44)最为敏感.基于此特性,本文提出一种基于解析近似解的最小二乘拟合法,能够通过快、慢波频散曲线反演地层横波波速,所测值误差小于3%,并且具有很好的容错率和稳定性;进而由横波速度反演值评价地层各向异性大小.最后,地层快横波偏振方位可以利用垂直于偏心声源方向的偶极采集的信号能量变化曲线来获取.  相似文献   

基于Remez迭代算法求解差分系数的双相介质自适应有限差分正演模拟          下载免费PDF全文

王文化  文晓涛  张波  张懿疆  王威 《地球物理学报》2020,63(6):2400-2414

利用传统有限差分方法对基于Biot理论的双相介质波动方程进行数值求解时,由于慢纵波的存在,数值频散效应较为明显,影响模拟精度.相对于声学近似方程及普通弹性波方程,Biot双相介质波动方程在同等数值求解算法和精度要求条件下,其地震波场正演模拟需要更多的计算时间.本文针对Biot一阶速度-应力方程组发展了一种变阶数优化有限差分数值模拟方法,旨在同时提高其正演模拟的精度和效率.首先结合交错网格差分格式推导Biot方程的数值频散关系式.然后基于Remez迭代算法求取一阶空间偏导数的优化差分系数,并用于Biot方程的交错网格有限差分数值模拟.在此基础上把三类波的平均频散误差参数限制在给定的频散误差阈值和频率范围内,此时优化有限差分算子的长度就能自适应非均匀双相介质模型中的不同速度区间.数值频散曲线分析表明:基于Remez迭代算法的优化有限差分方法相较传统泰勒级数展开方法在大波数范围对频散误差的压制效果更明显;可变阶数的优化有限差分方法能取得与固定阶数优化有限差分方法相近的模拟精度.在均匀介质和河道模型的数值模拟实验中将本文变阶数优化有限差分算法与传统泰勒展开算法、最小二乘优化算法进行比较,进一步证明其在复杂地下介质中的有效性和适用性.  相似文献   

Uncertainty assessment for watershed water quality modeling: A Probabilistic Collocation Method based approach     

Yi Zheng  Weiming WangFeng Han  Jing Ping 《Advances in water resources》2011,34(7):887-898

Watershed water quality models are increasingly used in management. However, simulations by such complex models often involve significant uncertainty, especially those for non-conventional pollutants which are often poorly monitored. This study first proposed an integrated framework for watershed water quality modeling. Within this framework, Probabilistic Collocation Method (PCM) was then applied to a WARMF model of diazinon pollution to assess the modeling uncertainty. Based on PCM, a global sensitivity analysis method named PCM-VD (VD stands for variance decomposition) was also developed, which quantifies variance contribution of all uncertain parameters. The study results validated the applicability of PCM and PCM-VD to the WARMF model. The PCM-based approach is much more efficient, regarding computational time, than conventional Monte Carlo methods. It has also been demonstrated that analysis using the PCM-based approach could provide insights into data collection, model structure improvement and management practices. It was concluded that the PCM-based approach could play an important role in watershed water quality modeling, as an alternative to conventional Monte Carlo methods to account for parametric uncertainty and uncertainty propagation.  相似文献   

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   

基于热点参考系的板块绝对运动模型          下载免费PDF全文

张琼  王世民  赵永红 《地球物理学报》2017,60(8):3072-3079

本文在最新一代板块相对运动模型(MORVEL模型)的基础上,通过最小二乘反演观测热点方向数据建立板块绝对运动模型.经过对前人用于约束板块绝对运动模型的所有热点数据与MORVEL模型的一致性作系统的统计学检验,发现存在离群数据.相应地,提出两种系统剔除离群数据的新方法:逐一剔除法和全局搜索法.结合对总残差的卡方检验和对残差频率分布的正态检验,逐步筛选最优模型,最终得到一个基于热点参考系的板块绝对运动新模型(T87模型).该模型能够合理拟合全球分布的87个热点方向数据,而模型预测的板块绝对运动速率比观测热点火山的迁移速率系统偏小,最大偏差达到4 cm·a~(-1).这样的偏差可由观测热点速率的系统误差或地幔返回流造成的热点间运动解释.不论是哪种解释成立,本文结果表明热点方向数据能够独立、有效地定义全球热点参考系.这样定义的热点参考系可方便地应用于板块绝对运动、地幔对流及真极移的研究.  相似文献   

地壳形变分析的抗差最小二乘配置迭代解法          下载免费PDF全文

王乐洋  陈汉清 《地球物理学报》2017,60(8):3062-3071

利用最小二乘配置进行地壳形变分析,其结果的合理性关键在于经验协方差函数的拟合.考虑到观测数据存在粗差的情况,提出基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法和基于中位参数法的抗差最小二乘配置方法.两种方法首先分别利用观测值中位数给出观测值初始权阵以及利用中位参数法给出最小二乘配置初始解,然后均在给定协方差函数参数初始值的情况下,应用合适的等价权进行抗差估计并通过迭代计算,最终获得稳健的协方差函数参数估值及最小二乘配置解.利用本文提出的两种方法以及传统方法分别对庐山地震的GPS垂直位移数据和意大利L'Aquila地震的InSAR同震位移数据进行处理分析.结果表明:相对传统方法,基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法效果更好,更具稳健性.  相似文献   

无控制DEM表面差异探测研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

张同刚  岑敏仪  吴兴华 《测绘科学》2006,31(3):36-38

本文提出了一个新的无控制DEM差异探测算法。它可以将不同时期获取的DEM纳入到统一坐标系中,这样就可以根据匹配后的DEM来定量探测地表变化情况。该方法通过差分模型考虑了观测量的数值及其相互关系。与目前差异探测能力最强的LMS-LZD方法相比,新方法具有更好的差异能力和更高的匹配精度。普歪沟泥石流沟多时相DEM差异探测实例验证了新方法的优越性。  相似文献   

Non-stationary covariance function modelling in 2D least-squares collocation   总被引：3，自引：3，他引：0  

N. Darbeheshti  W. E. Featherstone 《Journal of Geodesy》2009,83(6):495-508

Standard least-squares collocation (LSC) assumes 2D stationarity and 3D isotropy, and relies on a covariance function to account for spatial dependence in the observed data. However, the assumption that the spatial dependence is constant throughout the region of interest may sometimes be violated. Assuming a stationary covariance structure can result in over-smoothing of, e.g., the gravity field in mountains and under-smoothing in great plains. We introduce the kernel convolution method from spatial statistics for non-stationary covariance structures, and demonstrate its advantage for dealing with non-stationarity in geodetic data. We then compared stationary and non- stationary covariance functions in 2D LSC to the empirical example of gravity anomaly interpolation near the Darling Fault, Western Australia, where the field is anisotropic and non-stationary. The results with non-stationary covariance functions are better than standard LSC in terms of formal errors and cross-validation against data not used in the interpolation, demonstrating that the use of non-stationary covariance functions can improve upon standard (stationary) LSC.  相似文献   

阿拉善地区土壤盐渍化的遥感反演及分布特征     

赵欣悦  席海洋  赵静  马克华  程文举  陈雨晴 《中国沙漠》2023,43(1):27-36

土壤盐渍化是威胁干旱区土地的重要环境问题。利用遥感技术对土壤盐渍化进行动态监测,分析土壤盐度水平与空间分布,有利于掌握土壤盐渍化现状,为土地资源可持续利用提供理论依据。现有研究多在田间尺度,随着土壤环境问题涉及的范围越来越大,区域斑块信息的提取已无法满足宏观地模拟和展示整体土壤环境的空间分布。以阿拉善地区为例,结合遥感光谱指数与实测土壤盐分数据,运用偏最小二乘回归（PLSR）方法,构建区域尺度范围的土壤盐渍化反演模型,实现大面积地区土壤盐度的精准模拟和定量监测。结果表明,构建的模型验证精度达到0.8788,达到极显著水平,预测结果与实际情况相符,可以较准确地模拟研究区土壤盐渍化状况。受地形、气候、景观类型、农业活动以及土地管理等因素的综合影响,阿拉善地区约20%的区域土壤呈现出不同程度的盐渍化,其中黑河下游河岸带、雅布赖山西侧及贺兰山西侧冲积扇土壤盐渍化程度最为严重。本研究可为大面积区域土壤盐分状况的快速监测及遥感定量反演提供可行的方法,同时为该区域不同程度盐渍化土壤的治理和土地利用管理提供依据。  相似文献   

多源遥感影像误匹配点剔除的粗糙模糊C-均值方法     

李参海  王光辉 《测绘与空间地理信息》2008,31(5)

简要概述了遥感影像匹配中,误匹配点剔除的常用方法.对SIFT特征描述子生成及其匹配、粗糙模糊C-均值方法聚类分析的原理方法进行了详细论述.针对SIFT方法匹配出的大量点对,将不同时相,不同传感器、不同分辨率影像广义划分为同分辨率和不同分辨率.基于同分辨率影像匹配点对问连线具有相同的距离及斜率、不同分辨率影像匹配点对间连线的延长线交于一点的几何约束条件,利用粗糙模糊C-均值模型聚类分析方法对点对快速剔除误匹配点后,对剔除的结果利用最小二乘方法进行精匹配,结果达到亚像素.最后,通过对不同时相、不同分辨率、不同传感器的多源遥感影像实验分析验证了该方法的适用性、可靠性及精确性.  相似文献