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基于量子蒙特卡罗的地球物理反演方法

地球物理学报 2008年第5期51卷 1494-1502页

作者：魏超李小凡张美根中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029摘要本文将量子蒙特卡罗全局优化方法引入地球物理反问题,进而发展了一类新的地球物理非线性反演方法.量子蒙特卡罗方法是基于量子力学机制的随机方法,包括变分蒙特卡罗方法、格林函数蒙特卡... 详细信息

中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029摘要本文将量子蒙特卡罗全局优化方法引入地球物理反问题,进而发展了一类新的地球物理非线性反演方法.量子蒙特卡罗方法是基于量子力学机制的随机方法,包括变分蒙特卡罗方法、格林函数蒙特卡罗方法、扩散蒙特卡罗方法、路径积分蒙特卡罗方法.本文简要回顾了量子蒙特卡罗方法的发展,阐述了其方法理论;随后的数值试验结果表明,量子蒙特卡罗方法应用于地球物理反问题的求解是成功的,它适合于非线性、多极值的地球物理反演问题,在收敛速度和避免陷入局部极小等方面有着一定的优势,且该方法也适用于其他领域非线性最优化问题的求解,其算法具有较强的通用性;最后就量子蒙特卡罗方法在地球物理反问题中的应用前景以及存在的问题做了简要概述.

关键词：量子蒙特卡罗路径积分蒙特卡罗变分蒙特卡罗格林函数蒙特卡罗扩散蒙特卡罗地球物理反演

地球物理反演中奇异值分解应用的若干问题探讨

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自然科学进展（国家重点实验室通讯） 2001年第8期11卷 891-896页

作者：李平王椿镛许厚泽熊熊中国地震局地球物理研究所北京100081 中国科学院测量与地球物理研究所武汉430077

探讨了奇异值分解中广义道解的可靠性估计,并推出更为准确的分辨公式;对于奇异矩阵,为了取得解的误差和分辨之间的折衷,给出了更加合理的奇异值修改方案,并提出了用迭代方法改善解的精度,经实例验证,改进的方法是有效的。

关键词：奇异值分解算法分辨奇异值修改迭代地球物理反演广义逆解可靠性估计

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用视模型空间对比进行地球物理反演

地球物理学报 1994年第A2期37卷 524-533页

作者：戴世坤青岛海洋大学地质地球物理研究所

针对以数据拟合为目标的非线性反演问题逐次线性化方法存在不适定性和计算量大等问题，提出了从模型的角度来研究非线性反演问题求解方法的新思路，建立了视模型空间对比方法．该方法避开了非线性问题直接线性化的处理，在求取模型参数... 详细信息

针对以数据拟合为目标的非线性反演问题逐次线性化方法存在不适定性和计算量大等问题，提出了从模型的角度来研究非线性反演问题求解方法的新思路，建立了视模型空间对比方法．该方法避开了非线性问题直接线性化的处理，在求取模型参数修改量时有较好的适定性，并且计算量小．文中还研究了方法的收敛性条件和收敛速度，并用大地电磁测深（ＭＴ）合成数据进行了２９１２个参数的二维成像，对一条实测ＭＴ剖面进行了二维反演．结果证实了方法的有效性和解决大规模反演问题的能力．

关键词：地球物理反演视模型空间对比电磁测深

南海东北部高磁异常带成因的地球物理反演研究

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热带海洋学报 2008年第1期27卷 32-37页

作者：胡登科周蒂吴湘杰何敏中国科学院边缘海地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 中国科学院研究生院北京100039 中国海洋石油有限公司深圳分公司广东深圳510240

南海东北部的高磁异常带是南海北部磁场最显著的特征,目前对其成因尚有不同推测。选取一条穿越该异常带的剖面,在多道地震解释及相关地质资料的约束下进行地球物理反演研究,验证其晚中生代俯冲增生带模式的可行性。结果表明,在东沙隆起... 详细信息

南海东北部的高磁异常带是南海北部磁场最显著的特征,目前对其成因尚有不同推测。选取一条穿越该异常带的剖面,在多道地震解释及相关地质资料的约束下进行地球物理反演研究,验证其晚中生代俯冲增生带模式的可行性。结果表明,在东沙隆起带的前新生代基底中2.5—6km的深度上、宽约150km、密度2.65 ***-3、剩余磁化强度700×10-3A.m-1的中生代中酸性火山岩带可产生南海东北部的高磁异常带,与浙闽东部高磁异常带的成因相同,与晚中生代古太平洋向东亚陆缘的俯冲有关。

关键词：南海东北部高磁异常地球物理反演俯冲增生带中生代

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用于地球物理反演的均匀设计优化算法

地球物理学报 1996年第2期39卷 233-242页

作者：纪晨姚振兴中国科学院地球物理研究所

将均匀设计、模拟退火和单纯形方法相结合，提出一种全局优化迭代算法．数值模拟表明，它具有搜索速度快、搜索能力强和不需要求导数的特点，可用于地球物理反演研究．

关键词：均匀设计地球物理反演优化算法地震勘探

基于地下水数值模拟的地球物理反演解释优化方法研究

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工程地质学报 2016年第6期24卷 1333-1343页

作者：李学兰董艳辉李帝铨中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083

地球物理的多解性无处不在,面对这种情况我们往往结合地质资料来对反演结果进行合理的地质解释。然而在偏远地区地质、深部钻探资料非常缺乏,野外已有的井孔也往往难以获取岩性编录资料。当这些资料比较少时,反演结果依然存在难以解释... 详细信息

地球物理的多解性无处不在,面对这种情况我们往往结合地质资料来对反演结果进行合理的地质解释。然而在偏远地区地质、深部钻探资料非常缺乏,野外已有的井孔也往往难以获取岩性编录资料。当这些资料比较少时,反演结果依然存在难以解释或者不确定等问题。是否可以借助于地下水位与水质信息包含的地质体水力特性,来辅助地球物理反演过程?基于此思路探索了基于地下水模型的地球物理反演解释优化方法:以大地电磁法为实现手段,通过研究已知理想地质模型和多个基于反演结果解释得到的地质模型,建立地下水数值模型,对比地下水水流和溶质运移数值模拟结果,最终确定相对最佳地质模型。并通过敏感性分析验证了运用地下水数值模拟搜索相对最佳地质模型的可行性。

关键词：地球物理反演地质模型地下水流动数值模拟溶质运移

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剖面叠置思想在地球物理反演建模中的应用

同济大学学报（自然科学版） 2003年第11期31卷 1309-1312页

作者：陈华根吴健生王家林陈冰同济大学海洋地质教育部重点实验室上海200092

平面叠置思想是GIS空间分析的重要组成部分.将平面叠置变为剖面叠置,并把这种技术应用在地球物理二维反演的剖面建模中,这样可以方便地对地球物理多源数据进行综合、分析,以点、线、面图形文件的方式动态编辑建模,并通过GIS的格式转换... 详细信息

平面叠置思想是GIS空间分析的重要组成部分.将平面叠置变为剖面叠置,并把这种技术应用在地球物理二维反演的剖面建模中,这样可以方便地对地球物理多源数据进行综合、分析,以点、线、面图形文件的方式动态编辑建模,并通过GIS的格式转换功能方便地与地球物理反演建立接口,这种可视化的建模方式比传统的建模方式有较多的优点.

关键词：剖面叠置地球物理反演建模可视化

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东营凹陷前古近系构造综合地球物理反演

石油大学学报（自然科学版） 2005年第2期29卷 16-20页

作者：李云平吴时国韩文功王延江中科院青岛海洋研究所山东青岛266071 胜利油田有限公司物探研究院山东东营257022 中国石油大学信息与控制工程学院山东东营257061

以地质、重磁、地震、测井、岩石物性及分析测试资料为基础,建立了东营凹陷前古近系深层密度的空间变化模式并进行了地球物理反演。结果表明,东营凹陷前古近系沉积主要受北西向构造的控制,太古界构成东营凹陷的结晶基底,是一个北东转近... 详细信息

以地质、重磁、地震、测井、岩石物性及分析测试资料为基础,建立了东营凹陷前古近系深层密度的空间变化模式并进行了地球物理反演。结果表明,东营凹陷前古近系沉积主要受北西向构造的控制,太古界构成东营凹陷的结晶基底,是一个北东转近东西向的北陡南缓的断陷,最深处位于现河、辛镇一带,可达12000m;下古生界奥陶系构造具有很强的继承性,其构造格局与太古界有很强的一致性;中生界宏观上继承了下古生界的构造形态,但填平补齐和局部改造比较明显,凹陷范围明显缩小。东营凹陷前古近系断裂构造总体格局为向北东撒开、向西南收敛的束状构造,且可以分为高青博兴断陷区、利津草桥断陷区、东营王家岗断陷区3个断块。东营凹陷边部的隆起地带发育有3条火成岩带。与钻遇井深度比较,中生界和下古生界深层构造的反演精度分别达到91.14%和88.17%。

关键词：地球物理反演东营凹陷古近系下古生界北西向构造测试资料岩石物性变化模式结晶基底构造格局构造形态局部改造总体格局断裂构造反演精度深层构造太古界中生界断陷东西向继承性奥陶系一致性地质重磁

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地球物理反演的相邻算法:搜索参数空间

世界地震译丛 2002年第5期33卷 49-68页

作者： M.Sambridge 贺传松不详中国地震局地球物理研究所

提出了一种新的非导数搜索方法,用于在多维参数空间中寻找可较好地拟合观测数据的模型。该方法与模拟退火和遗传算法同属一类。一般情况下,模拟退火和遗传算法是用于解决全局最优问题的。这里的目的是寻找参数空间中对数据拟合较好区域... 详细信息

提出了一种新的非导数搜索方法,用于在多维参数空间中寻找可较好地拟合观测数据的模型。该方法与模拟退火和遗传算法同属一类。一般情况下,模拟退火和遗传算法是用于解决全局最优问题的。这里的目的是寻找参数空间中对数据拟合较好区域进行优先采样的模型集合,而不是寻找单一的最优模型(相关的文章涉及集合的定量评价)。新的搜索算法利用 Voronoi 单元的几何建造在参数空间引导搜索。这些单元是根据适当的距离标准定义的最临近区域。算法的概念是简单的,仅需两个调节参数,并且只使用数据的秩拟合准则,而不是数据值。这样避免了与数据失配函数缩放比例相关的一些困难,并能使用任意组合的数据拟合标准。通过不时地使用最相邻的计算代替正演模拟计算,也显示出了 Voronoi 单元是如何能增强任何现有直接搜索方法的性能的。通过对理论模型的地壳地震结构接收函数反演的应用,对新的直接搜索算法进行了解释。众所周知,这是一个非线性问题,线性化反演技术强烈地依赖于初始解。新的算法生成复杂的自适应搜索行为,据我们所知以前的算法不具有这种功能。

关键词：地球物理反演相邻算法搜索参数空间地壳地震结构遗传算法