地球物理资料非线性反演方法讲座(九)——蚁群算法

蚁群算法是一种仿生类非线性优化算法,具有并行性、正反馈性和全局极小搜索能力强等特点。蚁群算法的机理是:生物界中的蚂蚁在搜寻食物源时,能在其走过的路径上释放一种蚂蚁特有的分泌物-信息素,使得一定范围内的其他蚂蚁能够觉察并影响其行为。当某些路径上走过的蚂蚁越来越多时,留下的这种信息素轨迹也越多,以至信息素强度增大,使后来蚂蚁选择该路径的概率也越高,从而更增加了该路径的信息素强度。为了将起源于离散网络路径优化的原始蚁群算法思想用于连续函数优化的地球物理反演问题,必须对有关实施细节进行改造和修正,本文基于网格划分策略的连续域蚁群算法实现了连续域大地电磁蚁群算法。通过选择蚂蚁数、信息素挥发系数等参数,利用三层K型模型和四层HA型模型进行数值试验,结果表明,蚁群算法可以稳定收敛,反演结果接近理论模型。

瑞雷面波在弹性楔状体中的传播特性研究

瑞雷面波在弹性楔状体中传播特性的研究,由于其涉及地形对面波传播的影响等,因而是一个长期受到地球物理学家关注的问题。瑞雷波在弹性楔状体中传播时,不仅与介质的性质有关,而且与楔状体的角度(地形起伏)有关。由于入射面波总是和体波耦合在一起,精确而完备的分析方法目前尚处于探索之中。本文着重对负地形进行了分析,以势函数表示波的传播,并使其交替地满足楔状体两侧界面的边界条件。通过模型正演分析,得到了不同楔状体角度与泊松比、透射能量的定量关系以及剩余场位移的极化曲线。正、负地形的数值计算结果,可以在实际应用中分析地形对瑞雷面波的影响时参考。

TI介质弹性波场伪谱法数值模拟

地震波场模拟中的有限差分法和有限元法是使用广泛也较为成功的方法,但是它们还是或多或少地存在一些缺陷,如为了提高计算精度而使运算效率降低、在泊松比变化大的界面存在稳定性问题等。伪谱法是一种模拟精度和计算效率都比较高的地震波场数值模拟方法,首先给出TI介质中的波动方程,然后推导了TI介质的伪谱法计算公式,最后对一些介质模型进行了模拟试算。验证了方法的有效性和TI介质本身的一些特性。

地震映像法在人工挖孔桩孔底岩层完整性检测中的应用研究

传统钻探方法进行人工挖孔灌注桩基础检验往往费工、费时、检验成本高,且探查深度有限。为此考虑采用地震映像法作为主要检测手段,少量的钻探作为对物探分析结果的验核,以提高检测速度、节省检测费用。介绍了地震映像法的基本概念和应用原理,探讨了其应用于桩基础检测的有效性。通过工程实例探讨该方法在实际应用应采用的检测方式和数据分析方法,针对检测结果对该方法的有效性进行了分析,并总结了操作过程中应注意的事项。结果表明地震映像法进行桩底岩层检测是可行有效的。

科学论文引言的写法

地质雷达在镇巴地区露头地质调查中的应用

野外露头的精细地质研究对于油气勘探与开发有着重要作用,利用探地雷达可直观地对露头地质结构进行高精度成像。国外已将该技术应用到露头地质研究的众多领域中,如浅层断层识别、岩溶地质研究等。陕西镇巴地区地质条件良好,风化岩石、破碎带、岩溶地貌等地质现象丰富,使用100MHz和400 MHz探地雷达对该区露头进行了试验性研究。通过对资料的精细解释,从而确定了该区表层岩性的分布情况,总结了不同岩性层的波形特征,说明了地质雷达应用于野外露头地质调查的有效性。特别是在勘查溶洞、划分岩性分界面及断裂带方面有着很好的应用潜力,对高分辨率地震野外采集有着重要的指导意义。

电磁波CT在碳酸盐岩缝洞勘察中的应用

岩溶、裂隙及岩石破碎发育带是碳酸盐岩地区隧道施工安全隐患,本文将高分辨率电磁波CT技术成功应用到某隧道已钻孔之间的不良地质现象的勘察,在发射孔中的不同位置上发射高频电磁波,同时在接收孔中测量各发射点发射的电磁波穿透孔间介质后的电磁波射线强度,应用迭代收敛性较好、收敛速度较快的SIRT算法,进行电磁波视吸收系数成像,并结合工程钻探取芯结果,较为准确地推断出了4个孔之间的岩溶、裂隙及岩石破碎发育带分布。

科技论文参考文献著录的目的

综合物探方法在大宝山矿采空区勘察中的应用效果探讨

矿山的采空区,尤其是不明采空区对矿山的采矿施工构成严重的安全隐隐,对矿山的不明采空区进行全面勘查是保证矿山安全的重要手段。本文通过大宝山矿已知采空区和勘查区的几种物探方法的测量结果,提出了高密度电法和浅层地震纵波反射法对采空区的勘查具有较好的勘探效果。通过对物探成果资料和地质资料的对比研究,总结了采空区异常的识别方法,最后总结了各种方法的优缺点,提出了今后对采空区勘查工作方法的建议。

EH-4系统在西藏芒康县盐矿探测中应用研究

西藏自治区昌都地区芒康县盐井乡全年产盐约1 500t,除供应当地外,还远销左贡、察雅、贡觉等县及滇西地区,由于开采年代久远,大部分卤水井已枯竭,急需进一步勘探。鉴于盐井地下水具有中温、高矿化的特点,采用EH-4系统高频大地电磁测深探明深部储层的信息及含盐地下水上升的通道信息,进一步预测该区域盐矿层赋存状态,通过实例证明该方法可行的。

交叉粒子群算法在大地电磁反演中的应用

大地电磁粒子群算法反演属于非线性反演。在本文中,结合不同类型一维层状介质地电模型,介绍了大地电磁粒子群算法反演方法。在模型层数和参数增加、粒子维数增高时,针对标准粒子群算法处理高维问题容易陷入局部最优和收敛速度降低的缺陷,通过在搜索过程中引入交叉因子,增加了粒子多样性,克服了算法寻优过程中局部收敛的问题,提高了收敛速度。理论模型和实测数据试验结果表明,改进的粒子群算法在大地电磁反演中的寻优质量和效果较为理想。

基于惩罚函数的谐波信号个数估计

在加性噪声情形下,惩罚函数方法是一种简洁有效的谐波信号个数估计方法。本文将此方法用于乘性和加性噪声并存情形,通过最小化目标函数得到谐波信号个数的估计,并且证明了估计的一致性。模拟实验也证实了该算法在乘性和加性噪声并存情形依然有效。

借助Surfer软件实现快速绘制平面等值线图

MapGIS和Surfer软件都具备强大的数据绘图功能,在绘制平面等值线图方面各有优势。本文分析了MapGIS和Surfer软件在绘制平面等值线图方面各自的特点,提出了在Surfer软件绘制平面等值线图的基础上,实现MapGIS软件快速制图的方法。将本方法应用于实际重力资料的平面等值线图绘制,极大地提高了利用MapGIS绘制平面等值线图的速度,大大地减轻了图件绘制的工作量。

基于块自适应窗的小波域维纳滤波图像去噪

基于图像经小波分解后细节子带能量簇的主方向由边缘方向、纹理方向和子带滤波器的方向选择性共同决定这一事实,提出了基于块自适应窗的小波域维纳滤波图像去噪算法。对含噪图像进行离散小波变换后,对每一层三个细节子带分别无重叠分块,利用细节子带块能量相关函数确定每一块中能量簇的主方向及相应的块自适应窗口,在得到的块自适应窗口中估计不同方向块中各点信号方差,进而对子带系数进行维纳滤波,得到细节系数的估计,然后进行小波逆变换,得到去噪图像。实验结果表明了该方法比基于矩形窗口的小波域局部维纳滤波有更好的去噪效果。