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创建优势学科培养测井专门人才——长江大学地球物理与石油资源学院测井专业人才培养战略

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石油教育 2004年第6期 37-39页

作者：唐军长江大学湖北荆州430023

本文总结了近年来我院人才培养取得的一些成绩,具体阐述了我院在人才培养过程中,如何依托测井专业优势,将人文素质和专业素质有机结合起来,采取有效的激励机制,提高学生综合素质,增强学生竞争实力的人才培养战略。

关键词：长江大学优势学科学院学生综合素质专业人才培养成绩人文素质石油资源战略竞争实力

自适应时窗多道相关的叠后地震波阻抗反演方法

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石油地球物理勘探 2024年第4期59卷 828-836页

作者：彭真许辉群张伟长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 东方地球物理公司新兴物探开发处河北涿州072751

目前提高反演横向连续性的主要手段仍是基于模型参数先验信息假设的正则化方法,当先验信息与实际情况矛盾时,正则化方法会出现问题。为此,基于多道反演理论和方法,提出一种自适应时窗多道相关的叠后地震波阻抗反演方法。首先,利用主动... 详细信息

目前提高反演横向连续性的主要手段仍是基于模型参数先验信息假设的正则化方法,当先验信息与实际情况矛盾时,正则化方法会出现问题。为此,基于多道反演理论和方法,提出一种自适应时窗多道相关的叠后地震波阻抗反演方法。首先,利用主动学习的思想,通过查询原始地震数据筛选地震数据关键特征的位置;其次,根据上述位置将地震数据划分为不同尺度的时窗,有助于断层信息保护以及异常体边界识别;再次,根据点乘计算自适应时窗内地震道之间的相关性;最后,通过“加权求和”地震道得到重构地震道——反演目标泛函的约束条件。所提方法借助主动学习以及地震数据局部相关的思想,较好地反映了自适应时窗内的多道间的相关性,并且可并行化处理。模型测试和实际数据测试表明,所提方法反演结果的横向连续性较好,且可以兼顾特殊构造信息,但计算效率较低,在浅、深层速度差异较大的区域存在一定局限性,适用于具有特殊构造的狭小地区。

关键词：自适应时窗多道相关横向连续性相关性地震波阻抗反演

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基于非局部自相似性的低对比度图像降噪算法

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：刘迪仁马澳长江大学地球物理与石油资源学院

低对比度图像在视觉上缺乏明显的明暗对比，导致噪声可能与图像内容混为一体，使得图像更加难以辨认。为提高低对比度图像边缘平滑性与清晰度，设计一种基于非局部自相似性的低对比度图像降噪算法。基于低对比度图像中图像块之间的差异... 详细信息

低对比度图像在视觉上缺乏明显的明暗对比，导致噪声可能与图像内容混为一体，使得图像更加难以辨认。为提高低对比度图像边缘平滑性与清晰度，设计一种基于非局部自相似性的低对比度图像降噪算法。基于低对比度图像中图像块之间的差异度构建自相似数据集，在此基础上计算图像块相似度，并结合二值标识矩阵区分低对比度图像噪声点与图像中的其他点，针对图像中存在的噪声点，引入权系数对像素点实施加权平均运算，得到过渡图像。由此，根据原始图像和过渡图像的绝对差分和判断过渡图像是否完成降噪，若绝对差分和小于等于0，则实现低对比度图像降噪。实验结果表明：所提算法的SSIM一直保持在0.9左右，且去噪后的图像更加清晰真实。说明所提算法可以更好地保留低对比度图像的原始信息和结构信息，使得降噪后的图像在视觉上更加自然与真实。

关键词：非局部自相似性低对比度图像图像降噪过渡图像椒盐噪声

CPSO优化BP网络的MEMS陀螺随机误差补偿

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：李涵胡少兵程为彬长江大学地球物理与石油资源学院

针对微电子机械（MEMS）陀螺存在随机误差而导致测量精度低的问题，提出一种基于混沌粒子群算法（CPSO）优化反向传播（BP）神经网络的补偿方法对随机误差进行处理。首先采集MEMS陀螺数据，利用C-C法重构相空间，基于李雅普诺夫指数分... 详细信息

针对微电子机械（MEMS）陀螺存在随机误差而导致测量精度低的问题，提出一种基于混沌粒子群算法（CPSO）优化反向传播（BP）神经网络的补偿方法对随机误差进行处理。首先采集MEMS陀螺数据，利用C-C法重构相空间，基于李雅普诺夫指数分析和验证其混沌特性，然后将重构数据作为BP神经网络模型的训练样本，利用CPSO算法优化BP神经网络的权值和阈值，获得用于误差补偿的优化模型，最后采用ADXRS624对优化模型的补偿效果进行静态实验验证，并与BP模型和粒子群优化（PSO）模型补偿结果对比。实验分析结果表明，经CPSO算法优化模型补偿后的误差均值和标准差分别为-5.76×10-4（°）/s和5.19×10-4（°）/s，相比BP、粒子群优化（PSO）模型误差分别下降68.6%、52.1%和98.4%、93.5%。通过Allan方差分析补偿后的误差系数，经CPSO-BP方法补偿后的量化噪声、角度随机游走和零偏不稳定性分别降低至0.00059μrad、0.00151（°）·h-1/2和2.82（°）·h-1。新方法在抑制随机误差上有明显的效果，可提高MEMS陀螺的测量精度。

关键词：陀螺仪混沌粒子群 BP神经网络李雅普诺夫指数 Allan方差补偿

一种用于薄层识别的2DPCA约束小波变换方法

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地球物理学进展 2024年

作者：聂荣许辉群赵娅松长江大学地球物理与石油资源学院

时频分析是研究薄层重要方法之一，时频分析技术根据地震响应的时频变化规律来研究薄层结构，但频域中地震薄层响应特征的分辨率受限，笔者构建一种基于二维主成分分析（Two Dimensional Principal Component Analysis，2DPCA）约束同... 详细信息

时频分析是研究薄层重要方法之一，时频分析技术根据地震响应的时频变化规律来研究薄层结构，但频域中地震薄层响应特征的分辨率受限，笔者构建一种基于二维主成分分析（Two Dimensional Principal Component Analysis，2DPCA）约束同步挤压小波变换的地震薄层识别方法，即基于2DPCA约束的同步挤压小波变换（Synchrosqueezing Wavelet Transform Constrained by Two Dimensional Principal Component Analysis，2DPCACSWT）获取一个精度高的可表征薄层信息的数据体。本论文提出的地震薄层识别方法的关键步骤是：首先通过连续小波变换获得小波系数，其次将小波系数由时间-尺度平面转换到时间-频率平面，然后在频率方向对小波系数进行重排获得同步挤压变换量值，最后通过2DPCA约束可以得到一个能量聚焦性强的且能够有效凸显数据时频特征的结果，该结果作为指示地震薄层信息的数据体。经楔状体模型和实际资料证实了2DPCACSWT方法为薄层空间表征提供了一种新的技术手段。

关键词：同步挤压小波变换二维主成分分析 2DPCACSWT 时频分析薄层

基于TransUNet神经网络的叠后地震波阻抗反演方法

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地球物理学进展 2024年第2期39卷 704-715页

作者：彭真许辉群长江大学地球物理与石油资源学院武汉430100

卷积网络是深度学习地震波阻抗反演方法的主流框架,然而卷积网络存在捕捉数据长期依赖能力的不足,导致针对具有长期任务特性的地震反演结果会受到较大的影响.鉴于Transformer网络能够关注地震数据全局特征的优势,它不仅可以提供地震数... 详细信息

卷积网络是深度学习地震波阻抗反演方法的主流框架,然而卷积网络存在捕捉数据长期依赖能力的不足,导致针对具有长期任务特性的地震反演结果会受到较大的影响.鉴于Transformer网络能够关注地震数据全局特征的优势,它不仅可以提供地震数据特征的位置信息,还能弥补卷积对地震数据全局信息表征的不足.因此,笔者基于Transformer网络和UNet网络构建了一种既能刻画地震数据的局部细节,又能表征地震数据全局特征的网络结构,也就是在UNet框架内嵌入Transformer而形成的一种网络作为地震波阻抗反演的反演映射网络(TransUNet).TransUNet网络的优势在于它既利用了UNet可提取地震数据特征的功能,又利用Transformer对上述特征位置进行编码的作用,从而使得TransUNet具有捕获地震数据的全局信息能力,为地震数据和波阻抗之间的映射关系提供了一种新的方法和思路,且在模型和实际资料中得到有效验证.

关键词：地震波阻抗反演 Transformer UNet TransUNet

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基于差分进化算法的瞬变电磁一维反演

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 343-351页

作者：王少杰周磊谢兴兵毛玉蓉程见中严良俊长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100

实际采集的瞬变电磁数据包含电磁感应和激发极化效应,如何准确提取电阻率和极化率信息是电性源瞬变电磁数据处理的关键。首先,基于Cole⁃Cole复电阻率模型实现有限长电性源瞬变电磁法一维正演,在此基础上提出一种基于差分进化算法的电性... 详细信息

实际采集的瞬变电磁数据包含电磁感应和激发极化效应,如何准确提取电阻率和极化率信息是电性源瞬变电磁数据处理的关键。首先,基于Cole⁃Cole复电阻率模型实现有限长电性源瞬变电磁法一维正演,在此基础上提出一种基于差分进化算法的电性源瞬变电磁一维反演方法。然后,在传统差分进化算法的基础上引入反向学习策略及控制参数自适应调节,加快反演的收敛速度,同时在目标函数中引入约束条件,构成最小构造反演,降低反演的多解性。最后,基于典型的三层地电模型和复杂多层模型进行理论模型测试,反演结果可有效恢复模型的电阻率和极化率。利用实测资料进行反演,反演得到的电阻率与OCCAM反演电阻率基本一致。在此电阻率约束的基础上,进一步反演得到极化率信息。反演结果准确地提取了实测数据中的电阻率信息,得到了地下介质的极化率分布,证明了算法的准确性和适用性。

关键词：一维反演自适应差分进化算法反向学习策略电阻率极化率瞬变电磁

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基于高效字典学习算法的地震数据去噪

科学技术与工程 2024年第25期24卷 10677-10687页

作者：叶宇晗何宗斌长江大学地球物理与石油资源学院武汉430000

地震数据去噪在地震资料处理中扮演着关键的角色,提升地震数据的信噪比将为后续高质量处理和精确解释奠定坚实基础。目前,地震数据去噪的方法已经得到了广泛发展,其中字典学习方法具有独特的优势。当前经典的K-奇异值分解(K-singular va... 详细信息

地震数据去噪在地震资料处理中扮演着关键的角色,提升地震数据的信噪比将为后续高质量处理和精确解释奠定坚实基础。目前,地震数据去噪的方法已经得到了广泛发展,其中字典学习方法具有独特的优势。当前经典的K-奇异值分解(K-singular value decomposition,K-SVD)字典学习算法存在去噪结果损失了部分原始信号和计算效率不太理想等问题,为了将这些问题进一步优化,提出了一种基于顺序广义K-均值算法(sequential generalized K-means,SGK)的字典学习方法用于地震数据去噪。首先,从样本数据中提取随机位置的块,并移除空白块,以初始化字典。接着,在字典学习阶段,通过地震数据本身的特征自适应地构造出最新的稀疏表示字典。随后,利用学得的字典对包含噪声的地震数据分块进行去噪处理,将去噪后的块进行平均处理,并重新构建图像块,最终实现地震数据的去噪。通过合成数据和实际数据的实验,从信噪比、计算效率以及对有效信号的保护方面验证本文方法的去噪性能。

关键词：压缩感知字典学习 SGK 地震数据去噪

长江武汉段天兴洲低滩沉积物粒度端元对河流-风成沙丘沉积环境的指示意义

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地质论评 2024年第2期70卷 436-448页

作者：袁瑞冯文杰张昌民赵康刘家乐付文俊王泽宇孟庆昊王令辉长江大学地球物理与石油资源学院武汉430100 长江大学地球科学学院武汉430100

河床沙波向风成沙丘演变的过程具有特殊的沉积动力机制。笔者等以68份长江武汉段天兴洲洲头低滩沉积物的粒度分布数据为例,利用端元分析方法从每个粒度分布中分离提取4个粒度端元组分(EM1、EM2、EM3和EM4),探讨了河流—风成沙丘不同沉... 详细信息

河床沙波向风成沙丘演变的过程具有特殊的沉积动力机制。笔者等以68份长江武汉段天兴洲洲头低滩沉积物的粒度分布数据为例,利用端元分析方法从每个粒度分布中分离提取4个粒度端元组分(EM1、EM2、EM3和EM4),探讨了河流—风成沙丘不同沉积环境中粒度端元的异同。研究结果表明:EM1和EM3组分在粒度分布中占比与沉积物粒度中值分别呈较好的线性正相关和负相关;河流沉积物主要由EM1、EM2和EM3组成的跳跃方式搬运,对应滚动次总体的EM4组分占比5%~10%,少悬浮搬运;风成沙纹沉积物主要包括两段跳跃次总体,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,少EM4组分;沙丘背风面沉积物主要靠颗粒流顺坡滑塌,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,含占比约为5%的EM4组分;未被风成沙纹覆盖的沙丘波谷沉积物记录了河流和小型滞水洼地的沉积特征,代表滚动次总体的EM4组分占比7%~15%,悬浮次总体占比可达20%。本文提取的沉积物粒度端元为弱风环境中河道内局部小型河流—风成沙丘的沉积环境和演化过程研究提供了参考。

关键词：粒度分布端元分析长江天兴洲河流风成沙纹沉积环境