无线电波透视法在探测隐伏导含水构造中的应用

无线电波透视法主要应用于探测煤层内异常构造（如陷落柱、断层、煤层变薄区等）,本文则重点介绍了无线电波透视法在探测煤层内隐伏导、含水构造异常的应用情况。首先从理论上说明该方法对含水构造的电性特征有明显的反映,并研究了综合曲线分析法和层析成像法在资料解释中的应用。总结了“V”字型及半“V”字型综合曲线所反映的水文地质特征。通过实例分析,证明了无线电波透视法可成功、准确地探查工作面内部隐伏水文地质构造异常。     

电容层析成像图像重建算法的研究

在分析电容层析成像基本原理和图像重建算法的基础上，提出了采用迭代代数方法对管道截面图像进行重建．针对迭代算法收敛速度慢、耗时多的缺点，对迭代算法进行了改进，使重建图像的速度和质量都有明显的提高．     

DSP在ECT系统图像重建中的应用

在电容层析成像系统(ECT)中，实时图像重建的速度是一个迫切需要解决的问题，而已有的算法也未能很好地提高重建图像的精度．消除图像重建中数值不稳定性的有效方法是正则化法．利用了基于能量约束的有约束最小二乘法来实现图像重建，由于该算法的计算量与速度最快的LBP算法相当，并用DSP来实现算法。因此。图像重建的速度和精度都得到了解决．     

电容层析成像系统的图像重建

电容层析成像技术是20世纪80年代中后期形成和发展起来的过程层析成像技术。由于电容传感器具有“软场”特性，并且数据采集系统所获得的投影数据有限，因此图像重建精度的提高成为电容层析成像技术研究的一个难点，为解决这一问题，研究了电容层析成像系统的构成和数学模型，阐述了ECT系统的图像重建算法的发展现状及改进方法。     

电离层层析图像重建的改进算法

针对电离层层析图像重建数据不完全的关键问题.文中利用最速下降法对投影数据进行预处理,利用乘法代数重建算法进行图像重建.算法将迭代初始值的确定与图像优化重建过程统一起来,减少了初始值对重建结果的影响.数值计算及实测数据重建结果表明,该混合算法减少了投影数据不完全对重建结果的影响,有效提高了电离层层析成像质量.     

基于迭代Tikhonov正则化的电容层析成像图像重建

电容层析成像图像重建是一个典型的病态问题,其图像重建是一个非线性的求解过程,Tikhonov正则化方法是处理病态问题的有效方法之一,由于标准Tikhonov泛函的过度光滑,导致重建图像的细节信息丢失,重建的图像质量并非理想．以标准的Tikhonov算法为基础,给出了一种新的迭代算子,利用该算子可以使重建的图像细节进行一定的修正,通过仿真证明其在速度和图像重建准确度上得到了提高．     

一种电容层析成像局部方差的图像融合方法

针对电容层析成像ECT(electrical capacitance tomography)系统的"软场"效应和病态特性及欠定性的影响,依据电容层析成像原理和成像算法的原理,提出一种基于局部方差的电容层析成像系统图像融合方法.该方法以线性反投影算法、共轭梯度算法和信赖域算法为图像重建基础,利用各个图像的互补特性,将重建图像进行小波分解后的高频分量和低频分量分别采用局部方差和加权平均融合规则融合,最后通过小波逆变换得到新的重建图像.仿真实验结果表明:融合后的图像精确度得到提高,误差变小,图像更接近原型,为ECT图像重建的研究提供了一个新的方法.     

一种基于期望最大化条件的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像系统(electrical capacitance tomography,ECT)的"软场"效应和病态特性对重建图像精度的影响,同时在分析了成像算法和电容层析成像基本原理的基础上,提出了一种基于期望最大化电容层析成像图像重建算法(expectation maximization,EM),采用最大似然分析的方法对本文算法进行了证明和推导,算法的重建图像误差较小,并能满足收敛条件.仿真实验结果表明,该方法与CG算法、Tikhonov算法相比,在成像精度有明显提高,为ECT图像重建提供了一种新方法 .     

基于Broyden族校正的电容层析成像图像重建算法

为解决电容层析成像(ECT)图像重建中的"软场"效应和典型的病态问题,提出了一种采用Broyden族校正算法对电容层析成像系统进行图像重建的方法。基于对ECT系统基本原理的研究,推导出实现电容层析成像图像重建的Broyden族校正的数学模型,并采用归纳法分析了算法收敛性。对该算法应用于ECT上的可行性进行了探讨,该算法符合收敛条件且成像精度高。实验结果的数值表明Broyden族校正算法的重建图像效果非常理想,且成像质量优于SD、LBP、Landweber及CG算法,给ECT图像重建领域提供了一种有效的新方法。     

一种新的电容层析成像边界灰度补偿算法

由于电容层析成像(ECT)图像重建典型病态问题的不稳定性,在传统的电容层析成像算法的基础上提出了一种基于遗传蚁群算法(GAAC)的边界灰度补偿算法.在阐述了电容层析成像基本原理的基础上,通过推导多项式加速算法的数学模型,进行该算法的ECT图像重建.但由于传统的电容层析成像算法在图像边界上表现出极大的误差和不稳定性,所以提出了GAAC的边界灰度补偿算法.仿真和数值实验的结果显示,GAAC的边界灰度补偿算法是一种有效的电容层析成像方法,在ECT图像重建算法的领域提出了一个新的尝试.     

无线电波透视几种成像方法对比

无线电波透视数据处理方法多样,常用的几种成像算法效果并不理想,异常形态往往呈条带状分布,异常边界模糊。为从根源上分析算法的缺陷并加以改进,给出了算法的具体实施步骤,并对结果进行了预测,用简单的数值模拟实例证明了常用的ART/SIRT算法缺点,同时给出一种不基于射线长度分配投影值的BICGSTAB算法,用几个简单的模型验证了算法的可靠性,探讨了扩大透视角度对于解释结果精确性的影响。结果表明,BICGSTAB算法大大地提高了反演结果与模型的吻合程度,以山西某矿的探测实例展示了BICGSTAB算法的解释效果,为实际的无线电波坑道透视施工和解释提供了一种新的手段。     

高瓦斯工作面地质异常区综合探查方法与应用

根据淮南某矿1511（3）工作面13-1煤层复杂的岩层地质构造条件,为了更准确揭露出地质异常区域,应用无线电波阴影法及直流电透视法的综合技术方法,得出了工作面断层等特殊地质构造区域,并阐述其技术原理、工作方法及其应用过程.工程实例表明,无线电波阴影法适合于对整个工作面内构造进行普查,而直流电透视法更着重于重点异常区域的分析,综合技术方法结合了两者优势对工作面内复杂地质条件的探测解释具有显著效果,为同类地质条件探查提供了支持及指导意义.     

Applications of Pre-Geological Prediction in Tunnel Construction

Pre-geological prediction （PGP） is defined as the prediction of engineering geologic condition and hydrogeological condition certain distance ahead of the working face. The purpose of this paper is to introduce mainly geologic survey before and in excavation, to clarify their emphasis on PGP. At the same time, the technique is applied to an engineering case, the longest highway tunnel in Gansu province. Data of geological survey of outside tunnels, sound wave detection, and geologic sketch for both tunnel face and sidewalls within the tunnel are analyzed. After analyzing these data, long-term pre-geological prediction forecasting basic geological conditions of fault 4 such as lithology, scope, location, etc., and short-term and more accurate pre-geological prediction are reported.     

基于频谱能量分析的地质雷达探测图像判读

通过人工肉眼对地质雷达探测图像进行判读的方法易受判读人员主观性、经验性影响。为了规避这一不足,提出一种基于Counterlet等高变换和K-Means++均值聚类分析的频谱能量判读方法。以实际公路隧道为依托,经现场探测获取不良地质体的原始探测数据;采用IDSP探测数据分析软件生成原始图像及实施背景去除、滤波等时域、频域预处理以提高信噪比;基于子带分布系数采用Counterlet对预处理后的图像进行分解和重构,并采用K-Means++算法将重构后图像中的频率信息转化为颜色特征;利用MATLAB对颜色特征进行提取并据此建立不良地质体颜色特征样本库,将原始探测图像与样本库进行匹配对比以实现自动判读。结果表明：采用Counterlet等高变换对多方向、多分辨率、多尺度的地质雷达图像进行分解与重构是可行的,曲线边缘逼近效果良好,重构后的图像无信息丢失;K-Means++算法能实现地质雷达灰度图像中能量~频率~色彩的转化,转化后的图像色彩突出、直观;频谱能量的匹配对比能较准确、快速地实现自动判读及较好地规避个体主观性。     

A novel method of photographic geological logging based on parallel image sequence in small tunnel

Small tunnels such as engineering geological exploratory tunnels and mine roadways are generally narrow, which make the existing photographic geological logging technique inapplicable. Therefore, geological logging of exploratory tunnels has always been taking the method of manual sketch work which has low efficiency and poor informatization degree of products, and it is a technical issue requiring urgent settlement for geological logging of small tunnels. This paper proposes and studies novel methods of photographic geological logging suitable for small tunnels, including image acquisition, image orientation control, image geometric correction, unfolded image map generation and geological attitude measurement, etc. Experiments show that the method can meet the precision requirement of geological logging. The novel method helps to realize the fast acquisition and processing of image-based geological logging data for small tunnels, and the forms of logging result are more abundant and more applicable to informatized management and application of geological logging data.     

An HHT-based method to eliminate short-time strong disturbance from measured signals of bridge

According to the characteristic that Hilbert-Huang transform (HHT) can detect abnormity in signals, an HHT-based method to eliminate short-time strong disturbance was proposed. The signal with short-time strong disturbance was decomposed into a series of intrinsic mode functions (IMFs) and a residue by the empirical mode decomposition (EMD). The instantaneous amplitudes and frequencies of each IMF were calculated. And at abnormal section, instantaneous amplitudes and frequencies were fitted according to the data at normal section, replacing the fitted data for the original ones. A new set of IMFs was reconstructed by using the processed instantaneous amplitudes and frequencies. For the residue, abnormal fluctuations could be directly eliminated. And a new signal with the short-time strong disturbance eliminated was reconstructed by superposing all the new IMFs and the residue. The numerical simulation shows that there is a good correlation between the reconstructed signal and the undisturbed signal. The correlation coefficient is equal to 0.999 1. The processing results of the measured strain signal of a bridge with short-time strong disturbance verify the practicability of the method.     

复杂干扰环境下的地震映像法基底隐伏岩溶探测图像特征分析

铁路路基、隧道基底隐伏岩溶的存在对列车的运行存在安全隐患,为了确保运营期间的行车安全,需要对路基、隧道基底隐伏岩溶进行排查。在探测现场施工干扰大、个别地段已经施做了整体道床、铺轨的情况下,通过野外数据采集期间增加观测覆盖次数有效地提高了复杂干扰环境下的数据采集抗干扰能力。同时采用多偏移距地震映像法抽道处理提取了不同偏移距的地震映像剖面资料,在地震映像法探测发现异常的段落,还同步提取了对应位置的面波信息。通过不同偏移距的地震映像资料和面波资料图像特征的对比分析,最终取得了好的探测效果,为该铁路的顺利开通运营奠定了基础。通过对本次地震映像法探测图像的特征进行分析研究,对其他类似项目具有积极的指导意义。     

Ultrasonic transducer array tomography for detecting defect of metal plate based on Hilbert transformation

Hilbert transformation and improved ellipse localization method is applied in ultrasonic transducer array tomography to detect defect of metal plate.By combining the improved ellipse localization metho...     

近场声全息分辨率增强的正交球面波插值方法

为了在不增加测量点数的情况下提高近场声全息图像的空间分辨率,提出一种基于正交球面波插值的近场声全息图像分辨率增强方法.该方法以实际测量点数据为插值条件,通过若干不同阶次的球面波源叠加拟合实际声场,实现全息面插值,从而等效地增加了全息面声压数据,减小了测量间隔,在一定程度上恢复了由于实际测量间隔太大而损失的倏逝波信息,使近场声全息图像空间分辨率得到提高.     

辽东白云金矿地质体三维模型的构建与储量估算

矿体三维模型是数字矿山的基础,是矿床的数字表征。在收集和整理研究区的地质图、地形图、地质剖面图、钻孔柱状图的基础上提取钻孔数据（样品信息表、钻孔形态表、钻孔位置表）,建立地质空间数据库,借助于Minexplorer探矿者软件建立地表模型,并依据地质空间数据库生成三维钻孔,通过定义剖面,圈定单工程矿体,连接主要出露地层、控矿构造与蚀变带,编辑剖面,连接曲面,封装成体等过程,构建出地质体的三维数字模型,实现其三维可视化。然后采用截面法、块段法、距离加权法对矿体进行储量估算并与矿山实际勘探获得的产量进行对比分析。结果表明,本矿区距离加权法计算的结果相对误差最小,同时也反向验证了三维矿体模型构建的准确性。