离散的物探数据网格化方法的对比及选取——以高精度磁测数据为例

地球物理勘探中,人们获得对象的各种数据往往是离散的,为了便于数据处理及解释,需要将离散数据网格化。而不同的网格化方法运用,能得到不同的成图效果。美国Golden软件公司的Surfer软件提供了反距离加权插值法、克里金插值法、最小曲率法等等12种不同的网格化方法。本文以某磁铁矿区的高精度磁测数据为例,绘制出等值线平面图,选取有利于反应目标地质体特征的网格化方法。     

按方位取点局部多重二次曲面插值

数据网格化是地质、测绘以及物化探中广泛应用的基本方法,网格化结果的好坏直接影响着其它数据处理方法和计算机成图。本文考虑到多重二次曲面拟合法对数据分布的局部特征具有过分平滑的缺点,提出了按方位取点局部多重二次曲面插值算法。它在待插点附近采用按方位取点来构造局部多重二次曲面,可以很好的改善原有方法的不足。最后,通过实例验证表明,该方法网格化效果较好,是一种值得推广使用的方法。     

基于优化样本点的双重Kriging模型的重要性测度求解方法

针对工程实际中极限状态函数往往是隐式的问题,提出了基于优化样本点的双重Kriging模型的重要性测度求解方法。该方法首先以少量初始样本点建立基本变量与响应值间的Kriging代理模型,通过全局优化的方法寻优找到Kriging预测值不确定性较大的点,并将其加入到初始样本点,从而在尽量少样本点的情况下建立满足精度的Kriging代理模型。该方法将基本变量与功能函数值以及基本变量与条件失效概率间的隐式关系以Kriging代理模型替代,在保证精度的情况下大大降低了矩独立的基本变量对失效概率重要性测度求解过程的计算量,数值算例和工程算例说明了该方法的工程适用性和可行性。     

基于Kriging模型的桥梁结构易损性分析

地震易损性用来描述不同强度地震作用下超越某一极限状态或性能的概率,通常采用蒙特卡罗(MC)、拉丁超立方(LHS)方法来生成易损性曲线,但是,这两种方法计算量很大。本文通过引入Kriging模型代替计算量较大的增量动力分析方法(IDA)对某三跨连续梁桥进行易损性分析,发现该方法能够显著减小计算量。以LHS易损性曲线为参考,对该方法的准确性进行了研究,发现通过该方法计算得到的易损性曲线精度较好。最后,本文对比分析不同均匀设计样本得到的Kriging易损性曲线,发现文中所使用的U15(157)均匀设计样本已经具有能够收敛的结果。     

基于Surfer软件的数据网格化方法探析

Surfer软件的数据网格化功能在地球物理数据处理中有基础性的作用。在利用Surfer软件进行地球物理数据网格化时,一些参数的特殊设置可直接影响到网格化的效果,影响等值线平面图的异常形态。以实测1∶5万高精度地面磁测资料为例,通过对数据网格化间距和克里格网格方法里的搜索椭圆参数进行特殊设置,分析上述参数设置对网格化数据的影响。结果表明,数据网格化时X、Y方向的网格间距都设置为点距大小,既能与后期MapGIS成图对接,同时能保证数据异常的真实性。将搜索椭圆的搜索半径1、半径2分别设置为3倍的线距和点距,搜索角度设置为垂直于测线方位角的方向,这样既不改变线距和点距之间的实际比例关系,同时提高了相邻测线测点对给定网格节点的场值大小影响,减弱了同测线相邻测点的影响,一定程度上弱化了顺线异常,提高了图面美观性。     

旋翼桨尖气动/降噪综合优化设计研究

采用Kriging模型和遗传算法开展了针对桨尖形状的气动/声学综合优化设计研究。为了获得精确的气动及声压特性,得到基于声类比混合方法计算气动噪声需要的声源数据,采用非定常雷诺平均NS方程(URANS)数值模拟旋翼前飞粘性绕流。为了提高遗传算法的优化效率,采用一种基于EI方法的Kriging模型代替费时的数值模拟过程。以AH-1G/OLS旋翼为基准,并以气动性能为约束,噪声峰值最小为目标,进行了旋翼桨尖的降噪优化设计。优化结果表明,文中多发展的优化方法是可行的。     

高精度磁法数据网格化方法的选取

绘制等值线平面图时,首先需要对数据进行网格化处理。采用不同的网格化方法,会得到不同的绘图效果。美国Golden软件公司的Surfer软件是一套在Windows操作环境下运行的二维和三维图形绘制软件,可以利用它绘制等值线平面图。它提供了包括反距离加权插值法、克里金插值法、最小曲率法等十二种插值方法,可以满足不同应用的插值需求。根据地球物理特征及数据本身特点,选择合适的网格化方法,有利于正确研究、分析目标体。以某铁矿区所做的高精度磁法为例,说明不同网格化方法的应用效果。     

海洋时移地震数据处理质量控制技术

时移地震数据处理质量控制技术是时移地震资料处理的重要组成部分,为了研究该技术在海洋时移地震数据的受限因素及应用效果,首先介绍时移地震重复性的两个主要参数NRMS(Normalization Root Mean Square)和PRED(Predictability),随后详细分析影响时移地震的重复性因素,进而给出在处理上的时移质量控制要点,最后通过南海某工区的时移地震数据进行了检验和分析。结果表明,通过参考本文给出的控制要点,可达到在精细的质量控制过程中提高时移地震数据的重复性。     

基于主动学习Kriging模型的地下管线抗震可靠度分析

为提升地下承插式接口铸铁管线抗震可靠度的计算效率,提出基于主动学习Kriging代理模型的Monte Carlo模拟方法(AK-MCS)进行地下管线抗震可靠度计算。采用梁单元模拟管线结构,均布弹簧反映管土相互作用,接口弹簧模拟邻接管道约束作用,建立了地下管线地震响应分析模型;考虑管线接口允许位移、管线埋深、土体容重和内摩擦角等模型参数随机性的影响,以管线接口位移量为安全准则,采用主动学习Kriging模型方法建立管线接口位移响应与随机变量参数关系的代理模型,从而获得管线接口安全状态。算例结果表明,AK-MCS法计算得到的管线失效概率与传统Monte Carlo模拟计算的结果相对误差在5%以内,且AK-MCS法计算时间约为传统Monte Carlo模拟计算时间的2%。因此在进行管线可靠度计算时,主动学习Kriging代理模型方法具有准确性与高效性。     

不同数据处理方法在高密度电法水库渗漏成像中的应用

为降低自然界随机噪声对地电场数据的干扰,在数据可视化表达的过程中,采用合理的数字滤波技术是提升对兴趣异常可靠识别的重要手段,但如何寻求最优化的插值及滤波方法成为数据处理的关键.以小型水库渗漏探测为例,考虑到大坝硬化、游离电流以及系统噪声等的随机干扰,从图像的视角分析了不同插值技术的差异性,并提出对网格化数据进行滤波处理...     

高性能计算集群在地震资料处理中的应用

高性能集群主要用于处理复杂的计算问题,或应用于大规模科学计算领域,例如对石油勘探地震资料进行处理。高性能集群上运行的应用程序一般通过并行算法来缩短计算周期。基于PCCluster集群的地震资料数据处理系统使叠前深度偏移成像技术成为地震资料的常规处理手段,提高了地震勘探的精度。     

浅层地震勘探在城市活断层探测与危险性评价中的应用

活动断层是引起自然灾害的重要因素之一,如何减少活动断层带来的生命、财产损失成为人们努力的目标。阐述了浅层地震勘探在城市地震活断层探测与地震危险性评价项目中的应用,采用地震勘探的方法,从地震勘探测线的布置、施工参数的确定,到资料的综合处理和解释都进行严格的管理,最终获得了反射波信噪比高、断层显示清晰的时间剖面。通过对地震资料的综合分析和研究,可以确定勘查区重点断层隐伏段的位置、断层错断的层位与深度,为城市断层危险性评价和城市发展规划及重大工程选址提供科学依据。     

煤炭高密度三维地震勘探一体化技术的应用

针对以往煤炭三维地震勘探中普遍存在的地震数据采集、地震资料处理和地震资料解释三个环节衔接不紧,相互脱节,影响勘探精度的问题,提出煤炭高密度三维地震勘探一体化技术方法,即在采集方面采用了单点激发、单点数字检波器小道距接收技术等;在资料处理方面采用小面元处理技术、重构去噪技术、分时剩余静校正技术、叠前时间偏移技术等;在资料解释方面采用正演模型技术、三维可视化技术、综合地震属性技术等。这些技术相互依托,相互渗透形成了煤炭高密度三维地震勘探一体化技术,该技术提高了煤炭地震勘探区的总体勘探精度。实践表明,一体化技术在HNDJ-GQ勘探区的应用中取得了良好的地质效果,在现如今煤炭砂泥岩互层复杂地区值得应用与推广。     

高性能计算机集群系统在地震资料处理中的应用

随着地震资料处理技术的不断发展,对所使用的计算机运算速度和存贮量的要求越来越高,而高性能计算机集群系统的引进,使这一问题得到了理想的解决.通过对IT设备科学合理的选型配置,系统软件与应用软件的正确安装、全面测试,确保了高性能计算机集群系统运行在最佳状态。高性能计算机集群系统在地震资料处理中的应用,特别是地震资料处理叠前深度偏移技术的实现,使地震资料处理工作达到了更高的水平。     

横波地震在工程勘察中的应用

与纵波相比,横波具有波速低、波长短,不受地下水影响的特点,这使横波地震勘探反射方法可以提供传统纵波方法无法比拟的分辨率和解释精度,它所提供的反射地震剖面,是真正意义上的＂浅层＂,完全可以和工程地基的深度范围相匹配。对在塘沽某场地采集的横波地震数据进行了处理解释,并验证了其与工程勘察中的钻孔数据-柱状图的良好匹配,从而得出了横波地震在工程勘察中具有良好应用前景的结论。     

高密度水域地震映像在海上造船厂勘察中的应用

介绍了水域高密度地震映像勘查方法,论述了该方法中震源技术、GPS定位及测量技术、数据采集技术和资料处理技术不同于常规浅层地震反射波法的特点。通过对造船厂的海上地震勘察,并结合地质钻孔资料对地震映像时间剖面进行了综合处理、分析和解释,作出了地震波探测解释剖面图、覆盖层厚度分布等值线图和基岩埋深等值线图,查明了该区水下地形的起伏和变化情况,覆盖层的分层、深度和分布情况以及基岩面的埋深、起伏与构造情况,为整个工程的设计和施工提供了科学依据。结果表明,地震映像资料解释结果与海上钻孔资料基本一致,地震映像法是一种用于海上探测行之有效的方法,在近海工程物探领域具有广阔的应用前景。     

基于卷积自编码器的地震数据处理

引入以深度学习为代表的数据驱动方法,加速地震数据的处理流程,获得更精确的地下介质信息. 卷积自编码器方法在地震数据压缩降维的同时,利用数据的空间局部相关性自动提取信号特征,避免数学物理模型的假设依赖. 通过设计不同地质模型的地下速度结构,利用波动方程正演模拟构建大量不同特征的地震数据训练集和测试集. 与模型驱动的地震随机噪声压制和地震道插值方法不同,数据驱动下的卷积自编码器方法能够从含随机噪声地震数据和地震道缺失数据中,直接识别和提取出其中的有效地震信号,从而压制随机噪声以及重建原始地震数据,实验结果验证了该方法的有效性. 卷积自编码器方法不需要人工阈值控制,具有更高的处理效率.     

多炮检距地震映像法在采空区探测中的应用

介绍了采空区的物性特征、多炮检距地震映像法在探测采空区的工作方法和主要内容,论述了多炮检距地震映像法进行采空区探测的基本原理及数据处理流程.通过在辽宁鞍山某铁矿区的多炮检距地震映像法的实例分析以及与高密度电法的相互比对以及最后钻孔验证,可以得出,利用多炮检距地震映像法可以有效地进行采空区探测.     

海洋地震勘探多次波组合压制技术

在海洋地震勘探数据处理中,多次波被作为重要干扰波予以压制。对于不同类型多次波发育的情况,需要选择多个方法,优化组合,扬长避短,在保持有效反射的前提下,最大限度压制多次波。本文讨论了多次波压制方法的基本原理和应用条件,在此基础上,提出了组合压制的思路、模式和需要注意的问题。借助Promax地震数据处理系统,对Pluto2D模型模拟数据进行了组合压制方法应用。结果表明,以SRME法＋Radon变换＋内切除为主的多次波组合压制方案,在复杂海洋地质条件下,具有独特的优点和适用性,有一定的推广应用价值。