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大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(三)——构建二维反演初始模型的印模法

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地球物理学报 2013年第10期56卷 3596-3606页

作者：叶涛陈小斌严良俊中国地震局地质研究所北京100029 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北荆州434023

在主流的线性最优化大地电磁二维反演中,如何合理构建初始模型是一个亟待解决的问题.常用的是采用均匀半空间或一维反演结果构建初始模型,不易获得稳定可靠的反演效果.实践表明,尽管基于不同初始模型的大地电磁二维反演结果差别较大,但... 详细信息

在主流的线性最优化大地电磁二维反演中,如何合理构建初始模型是一个亟待解决的问题.常用的是采用均匀半空间或一维反演结果构建初始模型,不易获得稳定可靠的反演效果.实践表明,尽管基于不同初始模型的大地电磁二维反演结果差别较大,但均较初始模型更为接近真实模型.基于这样一种认识,经过反复的理论和实践探索,我们提出构建大地电磁二维反演初始模型的印模法.印模法的基本思想是依据已有反演结果和均匀半空间模型之间的加权来确定下一步二维反演的初始模型,它一方面保留了已有反演结果中关于真实模型的宏观轮廓信息,另一方面,保证了深部电性结构的均匀性,从而满足大地电磁二维正演所要求的底边界条件.基于印模法,本文进一步提出了迭代重构的反演思想.通过多个理论模型和实测数据的反演计算,验证了上述方法可在很大程度上压制初始模型对反演结果的影响.

关键词：大地电磁初始模型二维反演印模法迭代重构

低纬度磁异常的初始模型约束全卷积神经网络化极方法

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地球物理学报 2023年第1期66卷 412-429页

作者：张志厚刘慰心石泽玉张健路润琪谢小国徐正宣张天一西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031 四川省华地建设工程有限责任公司成都610081 四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心成都610081 中铁二院成都地勘岩土工程有限责任公司成都610000

磁异常化极是磁测数据处理的重要基础工作,低纬度磁异常化极运算不稳定.深度学习是一种有效解决不稳定问题的数据驱动方法.然而,现有基于深度学习的位场数据处理仅以位场响应作为输入,缺乏场景外样本数据的通用性,往往导致深度学习网络... 详细信息

磁异常化极是磁测数据处理的重要基础工作,低纬度磁异常化极运算不稳定.深度学习是一种有效解决不稳定问题的数据驱动方法.然而,现有基于深度学习的位场数据处理仅以位场响应作为输入,缺乏场景外样本数据的通用性,往往导致深度学习网络预测结果的泛化性能不足.因此,为了克服这一问题以及进一步提高低纬度磁异常化极的精度.受“知识&数据”联合驱动深度学习网络结构的启发,本文提出一种基于初始模型约束的低纬度磁异常化极全卷积神经网络结构.该网络结构的输入包含两部分,一部分为低纬度磁异常,另外一部分为初始模型,网络输出为垂直磁化方向磁异常.训练与测试的磁异常数据采用基于网格点格架函数的空间域快速正演生成,以及对低纬度磁异常采用稳定的频率转换来获取初始模型,另外本文对数据集中10%的随机样本加入了5%的高斯噪声,以此增强全卷积神经网络结构的鲁棒性.理论模型试验验证了本文所提方法的有效性、精确性以及鲁棒性.最后,将本文方法应用于实际磁测数据,取得了良好的效果.

关键词：低纬度磁异常初始模型深度学习化极联合驱动

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不依赖子波、基于包络的FWI初始模型建立方法研究

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地球物理学报 2015年第6期58卷 1998-2010页

作者：敖瑞德董良国迟本鑫同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

地震全波形反演(FWI)从理论走向实际面临着诸多难题,其中之一就是需要一个较高精度的初始模型,另一个难题就是需要一个较为精确的震源子波,初始模型和震源子波的准确程度严重影响着全波形反演的最终结果.为此,本文提出了不依赖子波、基... 详细信息

地震全波形反演(FWI)从理论走向实际面临着诸多难题,其中之一就是需要一个较高精度的初始模型,另一个难题就是需要一个较为精确的震源子波,初始模型和震源子波的准确程度严重影响着全波形反演的最终结果.为此,本文提出了不依赖子波、基于包络的FWI初始模型建立的方法,建立了相应的目标函数,推导出了反演的梯度,给出了伴随震源的表达式,理论上分析了不依赖子波FWI的可行性.在数值试验中,讨论了参考道的选取方式,通过分析归一化目标函数收敛速率,认为近偏移距参考道优于远偏移距参考道,在地震数据含干扰噪音时,平均道作为参考道要优于最小偏移距参考道.通过包络、包络对数、包络平方三种目标函数反演结果的比较,发现包络对数目标函数对深层的反演效果最好.通过不同子波的试验进一步验证了本方法的正确性.

关键词：全波形反演子波包络初始模型参考道目标函数

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初至波走时层析成像对初始模型的依赖性

石油地球物理勘探 2010年第4期45卷 502-511页

作者：刘玉柱丁孔芸董良国上海市同济大学海洋地质国家重点实验室 200092

在层析反演过程中,尤其是射线层析反演过程中,很多因素会影响反演效果,初始模型就是其中的一个重要影响因素。本文主要参考Jannane等对波形反演目标函数性态分析的研究方法,通过一系列理论模型实验,分析初至波走时层析成像对初始模型的... 详细信息

在层析反演过程中,尤其是射线层析反演过程中,很多因素会影响反演效果,初始模型就是其中的一个重要影响因素。本文主要参考Jannane等对波形反演目标函数性态分析的研究方法,通过一系列理论模型实验,分析初至波走时层析成像对初始模型的依赖性,讨论简单、高效的层析初始模型选取问题,并进一步提出以下层析成像初始模型的选取策略:①首先对存在的地质模型做平滑处理,得到介质的背景场信息(也可以结合先验信息采用其他方式(如梯度模型)作为背景场信息);②从地质模型中减去背景场信息以得到扰动场;③对扰动场做低通滤波得到扰动场的长波长分量;④将扰动场的长波长分量加上背景场信息得到层析初始模型。最后通过理论模型数值实验与实际资料处理证实该选取策略的合理性和优越性。

关键词：初至波走时射线层析成像反演策略初始模型

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初始模型对角度域偏移速度分析的影响

地球物理学进展 2019年第4期34卷 1460-1464页

作者：李江中煤科工集团西安研究院有限公司

波动方程叠前深度偏移输出的角度域共成像点道集不仅包含着丰富的构造和岩性信息,而且直观地反映了偏移速度误差,非常适用于偏移速度分析.本文从角度域共成像点道集的剩余深度量方程出发,分析了初始速度模型存在正、负方向误差时对剩余... 详细信息

波动方程叠前深度偏移输出的角度域共成像点道集不仅包含着丰富的构造和岩性信息,而且直观地反映了偏移速度误差,非常适用于偏移速度分析.本文从角度域共成像点道集的剩余深度量方程出发,分析了初始速度模型存在正、负方向误差时对剩余深度量的影响,然后通过两组模型数据对理论分析的结果进行了测试和验证.结果表明,初始速度偏大时在角度域共成像点道集上能引起更大的剩余深度量,这更有利于判断速度误差并加快速度向正确的方向收敛,进而提高速度分析的精度和效率.因此,在角度域偏移速度分析中宜选择偏大的速度作为初始模型速度;在偏移结果受速度误差方向差异性影响的指导下,最终进行速度建模时,可以选择相对较小的速度值,因为偏小的速度对偏移结果影响相对较小.

关键词：波动方程偏移角度域共成像点道集初始模型速度分析剩余深度

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初始模型和约束条件对层析反演结果的影响

石油物探 1996年第2期35卷 35-43页

作者：刘清林南京地矿部石油物探研究所南京210014

本文以一个多层层状介质数学模型、一个高速方块作物理模型及一个低速方块体物理模型为例，详细讨论了在以均匀初始速度模型、真实速度模型、与真实速度模型完全相反的初始速度模型、与真实速度模型相近的初始速度模型及有无约束等几种... 详细信息

本文以一个多层层状介质数学模型、一个高速方块作物理模型及一个低速方块体物理模型为例，详细讨论了在以均匀初始速度模型、真实速度模型、与真实速度模型完全相反的初始速度模型、与真实速度模型相近的初始速度模型及有无约束等几种情况对反演结果的影响。通过对这些层析反演结果的分析对比，提出了在层析反演过程中如何构造初始速度模型的方法与建议。

关键词：层析反演初始模型约束条件地震勘探

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福建-台湾地区一维地壳速度结构的初始模型

地震 2005年第2期25卷 61-68页

作者：陈祥熊林树李祖宁鲍挺周峥嵘福建省地震局福建福州350003

文中收集整理了利用人工地震测深、天然地震到时以及布格重力异常、地震地质资料反演福建台湾地区地壳结构的不同结果。对这些不同的初始模型进行了分析和比较, 给出了该区域的综合一维平均地壳速度结构模型, 为进一步开展该区域二维或... 详细信息

文中收集整理了利用人工地震测深、天然地震到时以及布格重力异常、地震地质资料反演福建台湾地区地壳结构的不同结果。对这些不同的初始模型进行了分析和比较, 给出了该区域的综合一维平均地壳速度结构模型, 为进一步开展该区域二维或三维地壳精细结构反演提供一个合适的一维初始地壳模型。

关键词：福建台湾省地壳结构地震初始模型反演方法

初始模型对地震走时层析成像结果的影响分析及对策

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科技通报 2016年第8期32卷 24-27,50页

作者：张小磊张东武汉大学物理科学与技术学院武汉430072

常规地震走时层析算法对初始模型有较强的依赖性,初始模型与实际模型偏差较大时,需要经过很多次的迭代才能得到较好的反演结果,甚至反演结果不收敛。针对这一问题,本文分析了不同初始模型的反演结果存在较大差异的原因,提出了一种对常... 详细信息

常规地震走时层析算法对初始模型有较强的依赖性,初始模型与实际模型偏差较大时,需要经过很多次的迭代才能得到较好的反演结果,甚至反演结果不收敛。针对这一问题,本文分析了不同初始模型的反演结果存在较大差异的原因,提出了一种对常规层析算法进行改进的方法,以提高算法对不同初始模型的一致收敛性。研究发现,模型中没有射线覆盖或者射线覆盖较少的地方是影响算法对初始模型依赖性的关键,因此本文提出使用动态插值方法改进反演过程,根据迭代次数和结果收敛情况自动选择合适的插值方法。实验表明,改进的算法不仅提高了层析成像算法对不同初始模型的一致收敛性,也提高了反演结果的精度。

关键词：初始模型一致收敛性动态插值

初始模型的不确定性对梁式结构静力损伤识别的影响

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公路 2012年第3期57卷 1-5页

作者：万信华纵瑞芳黄斌华中科技大学土木工程与力学学院武汉市430074 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉市430074 武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉市430070

结合初始模型和结构损伤的概率定义,给出了一个具有统计意义的梁式结构静力损伤识别方法。在此基础上,重点研究了初始模型的不确定性对损伤识别的影响。经数值分析,发现当初始模型的不确定程度低于或基本相当于损伤程度时,本文的方法依... 详细信息

结合初始模型和结构损伤的概率定义,给出了一个具有统计意义的梁式结构静力损伤识别方法。在此基础上,重点研究了初始模型的不确定性对损伤识别的影响。经数值分析,发现当初始模型的不确定程度低于或基本相当于损伤程度时,本文的方法依然具有较好的损伤识别效果。而当初始模型的不确定程度超过结构损伤程度时,已无法识别出结构损伤。因此,为了获得较好的损伤识别结果,必须保证初始模型具有足够的精度。

关键词：梁式结构初始模型损伤识别不确定性静力