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不同测量角度下渗流微裂隙的全极化探地雷达响应特征研究

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现代雷达 2023年第12期45卷 15-23页

作者：董泽君冯晅周皓秋吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130012

含流体的裂隙会对石窟文物造成破坏,而毫米级裂隙的探测是石窟文物保护中的一个难题。文中首先基于水文建模模拟了水在裂隙中的流动以及在围岩中的扩散现象,然后建立了不同渗流时刻的介电常数和电导率模型,并通过坐标旋转生成了一系列... 详细信息

含流体的裂隙会对石窟文物造成破坏,而毫米级裂隙的探测是石窟文物保护中的一个难题。文中首先基于水文建模模拟了水在裂隙中的流动以及在围岩中的扩散现象,然后建立了不同渗流时刻的介电常数和电导率模型,并通过坐标旋转生成了一系列不同旋转角度的模型进行全极化探地雷达(FP-GPR)正演模拟。最后,分析了H-Alpha分解和Freeman分解获得的H、α、P_(s)、P_(d)及P_(v)参数与测量角度和渗流时间的关系。结果表明:α、P_(s)和P_(d)三个参数与渗流时间呈现良好的一致性,而H和P_(v)两个参数与渗流时间没有表现出明显的变化关系;在渗流开始的一段时间,测量角度对五个参数会产生很大影响,这与所使用的电磁波的频率有关。文中的研究结果对实际中利用时移FP-GPR探测渗流微裂隙提供了重要的理论支撑和技术指导。

关键词：全极化探地雷达时移测量测量角度渗流裂隙水文模拟目标分解

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稳定的迭代法反Q滤波

石油地球物理勘探 2013年第6期48卷 890-895,1016+848页

作者：刘财冯晅张瑾吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130026

反Q滤波是补偿大地衰减效应的一种常用方法,但其振幅补偿的不稳定性限制了该方法在中、深层地震资料处理中的应用。为此本文提出了稳定的迭代反Q滤波法。首先对原始地震记录的频谱乘以一个对高频成分具有较强压制能力的低通滤波器,然后... 详细信息

反Q滤波是补偿大地衰减效应的一种常用方法,但其振幅补偿的不稳定性限制了该方法在中、深层地震资料处理中的应用。为此本文提出了稳定的迭代反Q滤波法。首先对原始地震记录的频谱乘以一个对高频成分具有较强压制能力的低通滤波器,然后通过迭代法逐次逼近来弥补中、低频段振幅补偿不足的缺陷,由此得到了迭代法的递推公式。同时,本文还严格证明了迭代法的收敛性,并给出了迭代滤波的迭代通式。模型试验及振幅补偿算子滤波响应的对比分析结果表明:与常规反Q滤波方法相比,迭代滤波法不仅具有较强的抗噪声特性,而且对深层地震波具有较好的振幅补偿能力。在实际地震资料应用中,迭代滤波法对地震记录进行了稳定有效的能量补偿,显著地提高了中、深层地震资料的信噪比和分辨率。

关键词：反Q滤波振幅补偿滤波特性稳定性迭代法

基于近场动力学理论的裂纹模型波场数值模拟及频散特性分析

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吉林大学学报（地球科学版） 2023年第4期53卷 1250-1261页

作者：左鹏飞刘财郭智奇冯晅吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 自然资源部应用地球物理重点实验室长春130026 海洋油气勘探国家工程研究中心长春130026

近场动力学理论采用积分形式的运动方程,能够有效避免空间偏导数不存在的问题,在模拟不同材料发生裂纹扩展、断裂破坏等不连续问题方面有着广泛应用,但是对近场动力学理论中波的传播问题和频散特性研究较少。为了研究近场动力学理论中... 详细信息

近场动力学理论采用积分形式的运动方程,能够有效避免空间偏导数不存在的问题,在模拟不同材料发生裂纹扩展、断裂破坏等不连续问题方面有着广泛应用,但是对近场动力学理论中波的传播问题和频散特性研究较少。为了研究近场动力学理论中应力波的传播规律,考虑平面应力情况,建立积分形式的运动方程,在均匀各向同性模型及含水平裂纹模型下进行了波场数值模拟,并与经典连续介质理论中的纵波和横波波场进行对比分析。基于常规态型近场动力学理论的运动方程,详细推导了一维和二维情况下的频散关系,并探讨了邻域内物质点数、邻域半径和形状参数等近场动力学参数对频散曲线的影响。在波场数值模拟中,线性近场动力学理论中固体与经典连续介质理论中线弹性介质的波场数值模拟结果具有良好的一致性,介质内裂纹的存在会阻碍波的传播;在频散特性分析中,所选邻域半径越小、形状参数越大,线性近场动力学理论中的频散特性越接近经典连续介质力学理论中的频散特性。

关键词：常规态型近场动力学线性近场动力学固体模型含裂纹板模型波的传播数值模拟频散分析

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非线性弹性地震学研究进展与展望

地球物理学进展 2023年第2期38卷 513-531页

作者：柏韩冯晅刘乾侯贺晟安娅菲吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 自然资源部应用地球物理重点实验室长春130026 地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026 中国地质科学院北京100037

非线性弹性地震学是基于岩石非线性弹性关系的地震波传播理论,也是当前地球物理学一个前沿的研究领域.该研究不依赖于线性胡克定律,而是通过实验探究和理论推导的方式来构建非线性弹性本构关系,并以此为基础建立非线性波动方程,进一步... 详细信息

非线性弹性地震学是基于岩石非线性弹性关系的地震波传播理论,也是当前地球物理学一个前沿的研究领域.该研究不依赖于线性胡克定律,而是通过实验探究和理论推导的方式来构建非线性弹性本构关系,并以此为基础建立非线性波动方程,进一步探究岩石非线性弹性的成因以及非线性弹性参数的本质机制.与传统理论相比,非线性弹性地震学所依赖的本构关系具有更高的精确性,更符合岩石实际的应力-应变响应,在微小结构探测方面也具有更高的精度.近年来,随着该研究的不断深入,静态、准静态、动态共振、以及共传播超声波实验方法都得到了迅速发展,本构关系和波动方程的推导也取得了进展,同时此方法在野外地震观测和地球大范围尺度非线性弹性的研究中也开始了应用尝试.总之,在过去几十年非线性弹性地震学得到了快速的发展,取得了丰富的成果,然而各研究方向成果分散,缺乏系统性认识.因此为了便于将来更好的开展研究,我们系统总结了实验观测方法、非线性本构关系建立、波动方程推导、实际地震资料应用等方面的研究进展,并结合当前的研究现状预期了未来可行的发展方向.

关键词：非线性弹性本构关系波动方程实验方法分类野外观测

基于DAS信号和CNN分类算法的人员运动轨迹监测方法

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吉林大学学报（地球科学版） 2022年第3期52卷 1004-1015页

作者：董旭日冯晅刘财田有李静王天琪王鑫衣文索吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 长春理工大学光电工程学院长春130022

人员运动轨迹监测目前主要依靠摄像头网络、热成像和雷达系统等方式实现,但这些方法的监测范围有限,且易受到光线、热源、遮挡物和距离的影响.针对上述问题,我们开发了一种利用分布式声学传感(distributed acoustic sensing,DAS)识取人... 详细信息

人员运动轨迹监测目前主要依靠摄像头网络、热成像和雷达系统等方式实现,但这些方法的监测范围有限,且易受到光线、热源、遮挡物和距离的影响.针对上述问题,我们开发了一种利用分布式声学传感(distributed acoustic sensing,DAS)识取人员振动信号用于监测人员运动轨迹的新方法,能够不受光线、热源、遮挡物等环境改变的影响,实现长距离连续监测.首先,通过长短时窗比值(STA/LTA)法自动拾取DAS信号,再对拾取的信号进行分析,将其分为人员运动、重锤和噪声3类信号;然后,构建卷积神经网络(CNN),将拾取的3类信号作为CNN数据库输入到网络中学习和训练;最后,通过实际数据测试得到3类信号分类结果.结果表明,分类结果的识别准确率均达到80.00%以上.利用识别得到的信号,通过CNN分类结果可确定人员所在的光纤道,追踪人员位置,输入更新的DAS信号连续识别人员运动信号,监测人员运动轨迹;然后用单位时间内识别人员移动的通道数计算运动速率.

关键词：人员运动轨迹监测分布式声学传感卷积神经网络长短时窗比值自动识别分类

促进研究生留省就业教育研究及对策——以吉林大学地球探测科学与技术学院为例

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中国科技期刊数据库科研 2022年第9期 121-123页

作者：王郁涵冯晅吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130000

面对当下吉林省高校毕业生流失的实际情况,通过数据分析和网络调查问卷形式,对吉林大学地球探测科学与技术学院毕业研究生及在读研究生的就业和思想现状进行了解,并针对其问题提出相应教育对策;通过多种形式的就业教育,校企合作,政策解... 详细信息

面对当下吉林省高校毕业生流失的实际情况,通过数据分析和网络调查问卷形式,对吉林大学地球探测科学与技术学院毕业研究生及在读研究生的就业和思想现状进行了解,并针对其问题提出相应教育对策;通过多种形式的就业教育,校企合作,政策解读等方式,运用原长春地质学院的深厚历史底蕴、丰富的校友资源、光荣传统和爱国精神,培养研究生的荣誉感,引导地学研究生毕业生留省就业创业,到祖国需要的地方去建功立业。

关键词：留省就业研究生教育研究生就业

中国东北地区地壳、上地幔速度结构及其对矿产能源形成的控制作用

维普期刊数据库评论

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地球物理学报 2011年第2期54卷 407-414页

作者：田有刘财冯晅吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

中国东北地区处于古亚洲洋和滨太平洋构造域叠合部位,地质构造极其复杂.利用东北及华北地区部分台网所接收的近震及远震走时资料获得东北地区地壳与上地幔三维P波速度结构,成像分辨率在80 km左右.成像结果表明东北地区地壳与上地幔具有... 详细信息

中国东北地区处于古亚洲洋和滨太平洋构造域叠合部位,地质构造极其复杂.利用东北及华北地区部分台网所接收的近震及远震走时资料获得东北地区地壳与上地幔三维P波速度结构,成像分辨率在80 km左右.成像结果表明东北地区地壳与上地幔具有较强的横向不均匀性.P波速度异常走向大体呈北东向,与该区地表构造走向一致.5 km深度的速度异常与地表起伏形态有很好的对应关系:阴山、燕山与大兴安岭造山带表现为高速异常;渤海湾盆地,松辽盆地表现为低速异常,渤海湾低速异常一直延伸至>200 km深度.东北地区呈现两个明显的低速异常条带,分别是沿着长白山一线与松辽盆地地区,其中长白山低速异常延伸至400 km深度附近.地幔转换带(410～660 km)表现为显著高速异常体,这与西向俯冲的高速太平洋板块在地幔转换带中的滞留相对应.较高分辨率的三维速度成像结果表明东北地区构造演化(如岩浆活动、岩石圈演化、深震与火山活动等)与东北亚地区大地幔楔内软流圈上涌与西太平洋板块在地幔转换带中的滞留密切相关.东北地区的岩浆活动在矿产与油气资源的形成过程中起着提供物源和深层控制作用。

关键词：中国东北地区地震层析成像地壳与上地幔 P波速度岩浆活动

局部相关加权中值滤波技术及其在叠后随机噪声衰减中的应用

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地球物理学报 2011年第2期54卷 358-367页

作者：刘洋王典刘财冯晅吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 美国德州大学奥斯汀分校奥斯汀78713

随机噪声的衰减和同相轴连续性的提高可以极大地改善地震资料解释的精度.本文提出一种新的滤波技术,既能够有效地衰减随机噪声义可以很好地保护地震资料中的断层等信息不被破坏,增强地震剖面中弯曲、倾斜同相轴的连续性.该方法结合新的... 详细信息

随机噪声的衰减和同相轴连续性的提高可以极大地改善地震资料解释的精度.本文提出一种新的滤波技术,既能够有效地衰减随机噪声义可以很好地保护地震资料中的断层等信息不被破坏,增强地震剖面中弯曲、倾斜同相轴的连续性.该方法结合新的加权中值滤波技术和两种构造信息保护滤波策略,实现基于预测数据体和基于倾角走向的加权中值滤波.通过设计局部相关系数改进加权中值滤波器的特性,达到保护断层信息的效果.使用地震数据的局部倾角属性设计预测构造数据体和构造走向,进而构建两种滤波策略,通过匹配加权中值滤波器和不同的处理策略,达到保护断层信息和噪声衰减的平衡点.通过对比离散小波变换阈值去噪方法,理论模型和实际数据的处理结果证明了局部相关加权中值滤波技术的有效性.

关键词：加权中值滤波随机噪声构造信息保护局部相关局部地震倾角

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黑龙江板块构造地球物理研究基本进展

吉林大学学报（地球科学版） 2012年第5期42卷 1497-1505页

作者：刘财杨宝俊鹿琪冯晅刘洋王典吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

位于东北亚的黑龙江板块由额尔古纳—兴安、松嫩—张广才岭、佳木斯、兴凯微板块和完达山地体拼贴组成。自中国满洲里—绥芬河地学断面(GGT)地球物理综合研究以来,东北地区进行了大量的地电、重磁、地震探测工作,得到的成果对研究东亚... 详细信息

位于东北亚的黑龙江板块由额尔古纳—兴安、松嫩—张广才岭、佳木斯、兴凯微板块和完达山地体拼贴组成。自中国满洲里—绥芬河地学断面(GGT)地球物理综合研究以来,东北地区进行了大量的地电、重磁、地震探测工作,得到的成果对研究东亚地球动力学、探查矿产资源具有极为宝贵的基础作用。这些成果包括:1)地震波速指示松辽盆地石炭—二叠纪(C—P)基底地层至少在松辽盆地北部和南部都存在,这里成为油气探查的新领域;松辽盆地滨北地区面积约7万km2,具有良好的油气远景。2)解释MT资料发现,组成黑龙江板块的几个微板块之间都存在陆间洋的俯冲,并时有洋壳残片伴生;而黑龙江板块与其南部的华北板块之间则存在古亚洲洋向黑龙江板块的俯冲。3)对大兴安岭—太行山—武陵山大型重力梯级带的成因机制提出了'三结点模型'。利用近垂直反射地震剖面,发现了松辽盆地一带莫霍(Moho)界面大型近南北向的'断开带'。4)油气地震成像、去噪、波场与信息方面,建立了三维条件下的有限孔径偏移理论;在提出消减随机噪声的一维时变中值滤波基础上,又建立了二维中值滤波技术;把时频峰值滤波引进到地震勘探消噪领域,建立了Ricker子波核最小二乘支持向量机回归滤波方法;提出了Seislet变换重建技术,以及扩展的高阶Seislet变换方法。由迹变换理论出发建立了消减地震面波的Co-Core迹变换方法。用伪谱法模拟黏弹各向异性介质中波的传播特征,发现黏弹各向异性介质中准S(qS)波比准P(qP)波衰减程度大;通过建立的混沌振子系统,检测出淹没在强随机噪声背景中的地震同相轴,并建立了时空域双曲滤波方法。系统研究了地质雷达的理论和方法,建立的地质雷达偏移成像系统成功地用在了地雷成像中。

关键词：黑龙江板块中国满洲里—绥芬河地学断面(GGT) 松辽盆地C—P基底地层陆间洋俯冲莫霍界面三维有限孔径偏移理论二维中值滤波混沌振子系统地质雷达