基于模拟退火算法的大地电磁和地震数据贝叶斯联合反演

基于模拟退火算法实现了大地电磁和地震数据贝叶斯同步联合反演。贝叶斯反演是反演领域的研究热点。目前,虽已有其他方法之间的贝叶斯联合反演文献发表,但鲜见大地电磁和地震数据贝叶斯联合反演文献。充分考虑数据噪音不确定性的影响,将联合反演的解表达为后验概率密度分布,并提取了电阻率和速度的最大后验概率解、均值解和最终迭代解。     

大地电磁测深和重力数据同步正则化联合反演

在以往正则化联合反演中,不同的地球物理方法均采用相同的正则化因子。当不同的地球物理方法的数据拟合泛函和模型稳定泛函的数量级不一致时,单正则化因子条件下的正则化联合反演不能充分发挥不同地球物理方法各自模型约束泛函的作用。针对这点不足,以大地电磁测深(MT)和重力联合反演为例,提出了双正则化因子的确定方法,新方法根据MT和重力方法各自的数据拟合效率实现了正则化因子的自适应调整。设计了非完全共界面的断块模型。模型试验表明:与传统的MT和重力正则化联合反演相比,双正则化因子条件下的MT和重力联合反演可以更好地发挥各自的模型约束泛函的模型约束作用,联合反演的解更符合真实模型。     

基于Gramian和惩罚函数约束的MT和重力联合反演

联合反演可以降低解的多解性,是目前地球物理反演领域的重要发展趋势.目前,在联合反演中,传统的岩石物性约束对先验的物性信息依赖较强,而Gramian约束对先验信息要求低.Gramian约束不必事先确定参与约束的物性向量组之间的关联系数,是目前联合反演领域的研究热点.但是单纯的Gramian约束联合反演对参数的解空间缺少约束.基于此,在实现了大地电磁测深(MT)和重力的Gramian约束联合反演的基础上,将惩罚函数引入MT和重力的Gramian约束联合反演的目标函数,进而实现基于Gramian和惩罚函数约束的MT和重力联合反演.模型试验表明:Gramian约束可以有效地促进不同物性参数之间的耦合,惩罚函数的引入可以保证物性模型在一定程度上满足先验认识.     

基于完全贝叶斯估计的在役地下结构荷载随机反演方法

提出一种在役地下结构荷载随机反演方法。采用样条函数,将结构上的未知荷载参数化为一系列插值变量;基于贝叶斯框架,融入结构变形观测数据,并构建荷载参数的后验概率分布（PDF）;引入高效采样算法DREAM(differential evolution adaptive metropolis)实现对未知荷载的完全贝叶斯估计。实际案例结果表明：传统确定性反演方法表现出解不稳定的“病态反演”问题,而本方法的荷载期望值则与实测结果吻合较好;本方法得到了未知荷载的完整后验分布,体现出处理反演结果不唯一的优势。     

重磁电震资料联合反演黔中隆起物性结构

黔中隆起区地形和构造复杂,地震勘探难度大,资料品质受到一定影响.因此,利用大地电磁测深(MT)资料并结合重力和磁力资料,通过联合反演来重点解决研究区下古生界目的层的分布及基本构造特征.在物性研究基础上,建立该区基本的物理一地质模型.利用MT与地震资料的模拟退火约束同步反演技术,对黔中隆起实际采集的MT资料和地震数据进行了处理,并结合重磁力资料进行了顺序反演和综合解释,确定了该区基本的速度、电性、密度和磁性结构,为构造研究提供了全面和可靠的依据,证明了联合反演技术的有效性和实用性.     

高分辨率双侧向和双感应测井联合反演

利用电阻率测井理论和反演技术,建立了高分辨率双侧向(HRDL)和高分辨率双感应(HRDI)测井响应的联合反演算法,对HRDL和HRDI测井曲线进行连续反演.构造不同层厚的地层模型,将联合反演结果和单一HRDL反演以及HRD I反演结果进行了对比,结果表明:联合反演不仅可以同时确定地层真电阻率、侵入深度和侵入带电阻率,而且还可以改善测井反演问题中解的局部收敛性和多解性.对现场HRDL和HRDI测井曲线的联合反演结果也证明了其有效性和可靠性.     

遥感地表参数反演中的一种不确定性知识处理方法

在基于贝叶斯网络的遥感参数反演模型中引入虚拟节点,提出不确定性知识表示与知识更新方法,推导了遥感反演中的参数后验信息更新公式.用北京顺义遥感实验的多尺度数据对冬小麦的叶面积指数和叶绿素面质量进行反演计算,验证了多知识源反演过程中不确定性知识对参数后验分布概率的调整模式.     

基于卷积神经网络的重力异常反演

重力异常反演是地球勘探中常用的方法,它是通过地表观测重力异常推断地下介质的密度分布。针对传统反演方法存在的多解性、初始模型依赖和计算时间较长等问题,本文提出一种基于卷积神经网络(CNN)的重力异常反演方法,该方法首先通过大量正演计算获得训练数据集;然后采用该数据集训练CNN网络,使其建立从地表观测重力异常到地下密度模型之间的映射关系;最后将重力异常数据输入到训练好的卷积神经网络,得到对应的地下密度模型。实验结果表明,该方法能快速、准确的反演出地下重力异常体的密度、位置和形状,具有较强的泛化能力,能有效解决重力异常反演问题。     

基于Tikhonov 正则化微分形式的重力2D密度反演方法及其在鄱阳盆地的应用

详细讨论了用于计算重力密度分布的2D密度模型方法。该方法将已知地质地球物理数据作为先验信息以相对和绝对约束的形式引入反演方程中,从而在很大程度上减少了反演的多解性。首次利用洪吉诺夫正则化方法的微分形式处理重力数据的反问题,解决了方程解的病态性的同时进一步提高了反演结果的精度。将该反演方法应用于鄱阳湖盆地的剖面重力数据反演中,根据反演结果及重震综合解释结果将该盆地划分为三个构造分区。     

SBI与RRI结合的MT二维反演方法研究及应用

研究了尖锐边界反演(SBI)与快速松弛反演(RRI)结合的MT二维反演方法.从初始模型构建出发,先进行RRI反演,然后采用模糊聚类方法从RRI反演结果构建SBI反演的初始模型,再进行SBI反演,最后得到一个折中的反演结果.模型数据反演结果表明这种结合反演的可靠性和收敛速度得到明显提高.最后对一条实测MT数据进行了SBI与RRI结合的二维反演,并与单独的RRI反演结果进行了对比,表明了这种结合反演具有较高的准确度.     

海陆联测的大地电磁数据处理与综合解释

结合研究区雷州半岛的实际地质情况，通过在陆上布置磁道，近岸的浅海-潮间带海水中布置电道，实现了海陆电场和磁场分离同步采集的大地电磁勘探，填补了海陆地震空白带．通过建立针对性的地电模型，利用正演模拟方法校正了海水对陆地测点的畸变效应影响，并通过大地电磁二维反演以及重力和磁力数据的正反演计算，进行了综合地质地球物理解释，证明了海陆联测数据的采集、处理和解释效果．     

大地电磁全频段偏移成像结合反演技术

在提出的改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术基础上,进一步研究了全频段偏移成像技术,使成像信息得到了丰富完善,提高了分辨率,并推进到了适用于复杂地电模型和实际资料处理解释的阶段.以此为基础通过成像结果建立新的地电模型,结合有限元正演的特点并利用模拟退火全局寻优算法,实现了成像结合反演的计算过程,将形态与参数反演结合了起来,进一步提高了反演的精度.通过对江苏北部地质构造复杂地区实际资料的偏移成像结合反演处理和解释展示了该方法的有效性和实用性.     

利用MT新的视电阻率定义提高反演分辨率

在Cagniard提出的传统视电阻率定义和Basokur提出的视电阻率定义的优缺点基础上 ,提出了折衷的新视电阻率定义 ,它不仅可以减小曲线的振荡性 ,而且继承了Basokur视电阻率定义对电性薄层的良好分辨能力 ,并可以避免Basokur视电阻率定义下容易出现的低相位时视电阻率曲线抬升过快的现象 .通过模型和实际大地电磁测深资料的对比试验和处理解释 ,证明该方法可以提高反演计算的分辨率和准确性     

基于多种位场数据及3D反演结果的综合解释方法

近期位场梯度数据在勘探地球物理观测数据解释中的作用日益增加,随着计算机等硬件设施的进步,处理大型数据能力的增强,重力数据3D反演方法也越来越多的应用到重力数据解释工作中。本文提出结合重力数据、梯度数据及重力数据3D反演结果的综合解释方法,并将此解释方法应用到虎林盆地观测数据、梯度数据及3D反演结果的综合解释工作中。本文首先讨论单个棱柱体的重力数据、梯度数据的计算方法以及重力数据3D反演方法;然后,编制了matlab程序计算重力数据、梯度张量数据并处理重力数据的3D反演;最后,根据计算的数据详细讨论了梯度九分量之间的关系及重力数据反演结果的数值特征,提出结合梯度九分量数据及重力数据3D反演方法联合解释方法。模型试算及解释结果表明重力梯度数据对进一步提高勘探地球物理观测数据的解释精度及确定埋深较浅的异常源位置及水平尺寸等信息起到重要的作用,将其与重力数据3D反演方法联合解释可更准确的刻画异常源的分布特征。最后经过此综合解释方法将虎林盆地划分为8个构造单元。     

基于改进粒子群算法的大地电磁反演

粒子群算法是一种粒子群在全空间随机搜索的非线性反演方法,具有易于实现的优点,已在大地电磁（MT）反演得到了广泛应用,但其存在容易陷入局部最优解的缺点,在二维反演中应用较少且效果不好。本文提出了一种改进的优化粒子群算法,整个进化过程引入了局部进化,并且添加收缩因子和惯性权重参数,来改善该算法容易陷入局部最优解的缺点。最后将改进算法应用于二维MT反演,反演时加入核函数,结果表明改进粒子群算法在过早收敛问题上有明显改善,反演异常体位置也与实际模型吻合较好。因此,本文改进的粒子群优化算法提高了MT反演精度,为矿产资源勘探开发提供了理论基础。     

基于可控源音频大地电磁法的场源影响校正新方法

基于一维正演模拟,对可控源音频大地电磁法（CSAMT）实测资料处理的场源影响校正问题进行了研究。通过计算远场因子与发射频率、收发距和大地电磁阻抗倒数模三者乘积（综合因数）的关系,实现了简洁有效的查表场源影响校正方法。同时,为提高校正方法解决实际生产问题的能力,又开展了视电阻率数据场源影响校正与反演处理协同联进策略（即反演递归校正法）的研究工作,从而进一步提高了数据处理效果;考虑到反演递归校正处理方法,受初步校正结果影响较大,本文又提出了设计层状背景模型的校正方案,即在工作区前期地质与物性等资料综合研究成果的基础上,通过对工区地质—地电模型的构建,来进一步提高CSAMT实测资料的场源影响校正效果,并经由理论模型算例和实测数据处理验证了方法的可行性和有效性。     

基于正则化因子与稳定因子的大地电磁反演研究

地球物理反问题存在多解性和不稳定性,正则化是得到稳定解的重要手段。正则化方法中稳定因子的设计与正则化因子的选择是两项重要研究内容。以大地电磁测深法为例,研究了正则化因子的"L"曲线法自动选择算法;针对不同的稳定因子,研究了稳定因子的特点及稳定因子内部参数的选择原则。研究工作为大地电磁反演提供支持。