中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议——全域地球物理探测与智能感知学术研讨会
基本信息
2021-05-21
2021-05-21
中国地球物理学会
会议文集
21. 基于体素化能损投影算法的μ子成像正演模拟
摘要： 宇宙线μ子成像是一种新型地球物理探测技术,具有穿透深度大、分辨率高以及无核辐射等优点,但是μ子成像技术一直沿用蒙特卡洛(Monte Carlo)概率统计成像方法,需要海量的样本和计算时间.为此,本文提出了一种基于体素化能损投影的快速成像正演算法,该方法基于Bethe-Bloch公式构建μ子穿过目标物体所满足的能量损失方程,以μ子入射的位置的能量值为初始值,采用体素为最小单位连续采样,拾取μ子照射方向的体素位置和物性参数,计算每个体素的能损值.然后逐层累加,求解每条μ子出射位置的能量损失值.为了验证方法的可行性和有效性,与广泛应用的Monte Carlo方法模拟程序包Geant4进行了比对,计算了垂直单能μ子源项成像场景下的不同金属矿的密度分类识别的ROC曲线,模拟了方铅矿的三维能损响应.结果表明:基于体素化能损投影算法的μ子成像正演模拟的分辨率不但高于蒙特卡洛计算方法,而且能够快速识别高密度金属矿种,提取隐伏矿的边界范围.由此可见,该方法突破了现有的μ子成像技术耗时长的技术瓶颈,具有实际应用前景.
提交时间：2021-05-21
22. 基于无监督学习的面波频散曲线自动拾取方法
摘要： 基于面波的地下横波速度成像是近地表勘查的主要方法,相比钻探等技术更具有经济、高效、高适用性的优点,广泛应用于地质勘探、岩土工程勘察、地质灾害调查等领域.面波成像其重要的一步是拾取频散曲线以反演地下横波速度结构,因此自动、准确的频散曲线拾取方法能够显著提高面波勘探的效率.面波的频率速度谱中通常存在干扰噪声和高阶面波的影响,传统频散曲线拾取方法通常采用人工判断,受到操作精度和时间成本的制约,难以进行大规模的采用.无监督学习是不需要训练标记数据,而是依据数据内在联系进行自动判断并分组,计算过程快速简单,容易对决策依据进行解释.实验基于无监督学习方法,采用Kmeans、PCA(主成分分析)两种无监督学习方法组合自动拾取频散曲线.Kmeans算法采用贪心策略使聚点收敛于簇内样本均值,以能量为权重进行迭代计算,聚点将收敛于高能量值频散曲线部位.PCA对原始数据特征维度进行降维处理,识别聚集的高密度频散曲线聚点与离散聚点的差异,从而分离出频散曲线能量聚点.
提交时间：2021-05-21
23. 基于优化最小二乘配置法的多源海洋重力数据融合
摘要： 本研究随着海洋信息化的不断发展,数据整合在深入挖掘数据价值、提高数据应用程度等方面具有重要意义.海洋重力作为研究海洋地质构造、探查海洋资源分布的重要基础数据,随着重力测量技术的发展,已形成了船载、航空、卫星等全方位的测量体系,数据日益丰富和多源化.为准确反应海洋重力场特征,形成一套可靠实用且分布连续的重力整合数据,需对这些存在差异的多源重力数据进行有效地融合,在融合过程中尽量消除由这些差异所带来的矛盾,从而提高数据的精度和可靠性.
提交时间：2021-05-21
24. 基于有理Krylov子空间法的海洋电磁三维各向异性正演
摘要： 本文从麦克斯韦方程出发,基于非结构矢量有限元法,使用由欧拉旋转得到的电导率张量刻画各向异性介质的电导率特征,使用有理Krylov子空间实现矩阵指数函数降阶求解,得到任意时刻海洋电磁电场响应.在完成数值精度验证的基础上,本文详细研究了不同各向异性模型的电磁响应特征,并针对围岩和异常体各向异性的情况进行了模型的各向异性特征的识别.
提交时间：2021-05-21
25. 基于Android平台的192道自然电位仪测控软件开发
摘要： 自然电位法在硫化物金属矿床、石墨矿床、确定地下水流向、考古、地震预报、火山爆发预报等方面有着重要作用[1].该方法不需要人工电场,是一种被动源勘探技术[2].为了满足192道自然电位仪器的多通道切换、便携性、智能化、实时性、低功耗的发展趋势[3],设计了基于Android操作系统的192道自然电位仪采集控制软件.
提交时间：2021-05-21
26. 基于CEEMD排列熵的探地雷达图像去噪方法研究
摘要： 针对探地雷达(GPR)探测地下空洞时受到各类噪声干扰的影响,造成难以提取地下空洞目标的问题.为得到较好的去噪效果,便于探地雷达图像的后期处理,故提出一种新的基于互补集合经验模态分解(CEEMD)与排列熵(PE)相结合的去噪方法.本方法有两个核心,首先是以互补集合经验模态分解为核心,其次是以排列熵的差分进行自适应选取本征模态函数(IMF)分量为核心.总体的算法是首先将探地雷达图像信号逐道分解成不同的IMF分量,然后对各个本征模态函数分量进行排列熵值计算,进而计算排列熵的二阶差分,以此来获取分割阈值,从而选取出目标本征模态函数分量,从而对目标本征模态函数分量进行重构,最终可得到去噪后的探地雷达图像.为量化探地雷达图像的去噪效果,将选取均方根误差(RMSD)和信噪比(SNR)作为去噪效果评价指标.通过有限时域差分法(FDTD)正演模拟仿真结果表明,在本方法与传统的互补集合经验模态分解结合排列熵方法的比较下,本方法的均方根误差最小,信噪比最高,说明本方法的失真最小以及去噪效果最好.本方法不仅可以得到较优的去噪结果而且保留住探地雷达图像中的空洞目标信号的细节特征,还具备较强的自适应性,因此可以为探地雷达图像去噪方法研究提供可靠有效的依据.
提交时间：2021-05-21
27. 基于CNN-GRU混合神经网络的测井曲线预测方法
摘要： 在测井解释中,重要工区的某些井位可能出现部分层段测井曲线缺失,因此需要在已知层段测井曲线基础上对未知层段测井曲线作出预测.近年来,一些学者利用全连接神经网络(FCNN)、长短期记忆网络(LSTM)等深度学习方法为测井曲线预测提供了新思路.提出了利用卷积神经网络(CNN)和门控循环单元网络(GRU)组合而成的CNN-GRU神经网络进行测井曲线预测.CNN能高效地进行局部特征提取,GRU是对LSTM的一种改进模型,在保持了长期记忆功能的基础上,能更加快速地对测井数据进行处理.构建CNN-GRU神经网络模型如图1图中,x表示输入数据,Z1、Z2、Z3为CNN-GRU神经网络单元,O1、O2、O3为反向的GRU输出,O4、O5、O6为全连接神经网络输出,y为理论输出,O为模型输出值.
提交时间：2021-05-21
28. 基于Cole-Cole模型的冰水介质瞬变电磁响应研究
摘要： 不同物态下,水的电性参数有很大差异,极地地质勘探研究多是通过电阻率差异对冰雪水等介质进行区分,为了实现通过介电性差异分辨冰雪水介质的可能性,本文基于瞬变电磁法理论,引入Cole-Cole模型.Cole-Cole模型多用于模拟岩矿石介质的极化效应,为了验证其在反演冰和水等介质的瞬变电磁响应中的适用性,本文采用遗传算法提取Cole-Cole模型的参数,进行建模仿真,推导中心回线一维层状介质瞬变电磁响应的表达式,分析不同Cole-Cole模型谱参数对瞬变电磁响应的影响.通过反演提取出冰层厚度和极化率与实际值进行对比,冰层厚度的反演误差可达到0.74％,验证了可以利用Cole-Cole模型通过介电性差异区分冰和水等介质.本文的研究和分析结果有利于加深极化效应对瞬变电磁响应影响特征的了解,并为极地勘探方法提出新的可能性,为不同物理状态下的水的分辨方法提供新思路.
提交时间：2021-05-21
29. 基于GPS的地面电磁仪器恒温晶振实时校正方法
摘要： 全球定位系统(GPS)是基于卫星的导航系统,在具有四颗或更多卫星下能够向地球表面或者近地球表面提供准确的地理和时间信息.现在民用基于GPS的模块在无遮挡的条件下可以提供时间精度在20ns以内的秒脉冲(PPS)信号,PPS信号具有长期稳定性.恒温晶体振荡器简称恒温晶振(OCXO),是利用恒温装置使石英晶体谐振器的温度保持稳定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量减小的晶体振荡器,OCXO通常有一个电压控制管脚用来调节恒温装置的温度,进而实现对OCXO输出频率的控制,OCXO的频率输出具有短期稳定性.利用PPS的输出长期稳定性对恒温晶振(OCXO)的输出进行校正,在由若干个PPS产生的闸门时间T内对恒温晶振的输出进行测频,获取测量值和真值之间的差△f,根据T和△f通过恒温晶振的压控管脚对其输出频率进行调节,能够有效提高恒温晶振的输出精度和稳定性.
提交时间：2021-05-21
30. 基于Hilbert-Huang变换的自适应测井曲线滤波方法
摘要： 去除测井曲线中的毛刺干扰对测井资料解释工作和地质导向工作都有重要作用.传统的中值滤波方法和近年来的Hilbert-Huang变换(HHT)方法都需要人为指定处理参数,不同的参数会改变曲线的信噪比和地层分辨率,干扰后续工作.本文提出一种基于HHT的测井曲线自适应滤波方法,利用测井曲线和随机噪音内部模态函数(IMF)的平均周期以及平均能量之间的分布规律,确定出原始测井曲线的噪音IMF分量,进而重构出滤波后的曲线.基于某油田的自然伽马曲线处理结果表明,该方法可以客观有效地确定测井曲线的噪音成分,提高测井曲线滤波的准确度和效率.
提交时间：2021-05-21
31. 基于LSTM循环网络的MT时间序列去噪可行性分析
摘要： 大地电磁测深法(MT)利用天然电磁场作为场源,信号弱、频带宽,实测数据常常包含人文干扰,如何降低和分离大地电磁观测数据中的干扰是MT数据处理的关键.阶跃噪声作为一种常见的随机干扰,传统的时频分析和去噪方法难以达到理想的去噪效果.因此,开发针对阶跃噪声去噪方法具有实际意义.循环神经网络(RNN)作为一种针对序列数据特殊的神经网络,它具有与传统网络不同的循环结构,能够灵活地使用相邻数据的信息并确定输入与标签之间的对应关系,具备较强的时间域噪声去噪潜力.选用RNN中的长短时记忆循环神经网络(LSTM)对大地电磁数据序列去噪进行了探索性分析.首先分析了包含高斯随机信号与阶跃噪声的合成时间序列噪声分离效果,网络结构采用以LSTM网络为核心的解码器与编码器,训练算法采用对大型数据处理能力以及计算效率较为理想的Adam算法.训练完成后对含阶跃噪声的实测MT序列进行测试,测试原始数据为缅甸北部一个干扰极低的AMT测点低频段数据(采样频率为150Hz).测试方法为在Hx道数据中人工加入阶跃噪声,将实测AMT序列与阶跃噪声合成序列生成数据集,利用一个测点的数据作为训练集,另外一个测点的数据作为验证集,含阶跃噪声的实测信号作为网络输入,模型的期望输出为阶跃噪声的时间序列,通过含噪声合成序列与训练阶跃序列求差实现去噪分析.
提交时间：2021-05-21
32. 基于SVM迁移学习模型的地震震相自动识别与到时拾取
摘要： 作为研究固体地球介质中地震发生规律、地震波的传播规律以及地震的宏观后果等等的综合性科学,很多地震学问题都依赖于对地震震相的准确识别.随着地震台站的增加,其记录的观测数据量十分庞大.面对如此庞大的天然地震观测数据,人工震相识别已难以高效的处理,此时高效的进行地震数据处理显得非常重要.在地震学的发展探索中,学者提出了很多地震自动识别的方法,如自回归,长窗口等,也有学者结合多种方法进行识别.然而,目前尚缺乏能够在不同的震源环境、震中距范围以及噪声背景下进行地震震相的一致性检测与判断,包括后续对P波与S波初至的识别与拾取.
提交时间：2021-05-21
33. 结构反演中基于参考模型的正则化
摘要： 参考模型广泛应用于深部结构反演中.使用参考模型,就可以把非线性问题进行线性化,然后利用线性反演方法进行迭代得到问题的解.在地球科学实际工作中,前人的结果是非常重要的资料.把前人结果做成参考模型,这样只需反演相对于参考模型的扰动,大大降低了反演的难度.另外,在实际地球物理反演中的观测数据少,但深部结构未知参数太多,因此往往需要在反演中添加正则化.比如,利用正则化可以使反演量在空间上更平滑.故此,多数地球物理反演问题需要同时使用正则化和参考模型.正则化只与期待的深部结构有关,而与参考模型无关.
提交时间：2021-05-21
34. 孔隙型碳酸盐岩储层预测—以南黄海崂山隆起石炭系一下二叠统为例
摘要： 南黄海盆地是下扬子板块向东延伸的主体,为前震旦纪变质岩基底之上的一个多旋回叠合盆地,为目前中国近海海域唯一一个尚未获得油气突破的大型沉积盆地其油气勘探一直是海洋石油地质学家和地球物理学家关注的焦点.海域已有钻井证实南黄海崂山隆起中一古生代地层发育多套海相碳酸盐岩,但由于印支、燕山构造运动对中一古生界原型沉积的改造,中一古生代地层构造特征复杂,加上碳酸盐岩储层非均质性强,因此碳酸盐岩储层预测是南黄海油气勘探的重点和难点.本文利用钻遇测井和地震资料,分析孔隙型碳酸盐岩储层特征,结合岩心与岩石物理分析,构建岩性和物性敏感弹性参数,运用叠前同时反演方法对崂山隆起孔隙型碳酸盐岩储层进行预测,预测了有利储层的分布特征.分角度叠加地震道集资料,在纵波阻抗、横波阻抗和密度低频模型的约束下进行叠前同时反演,从而得到纵岩性数据和物性数据,根据岩石物理分析的结果,区分碎屑岩和灰岩的纵波阻抗门槛值为13500g/cm3?m/s,区分生物碎屑灰岩和纯灰岩的纵波阻抗门槛值为16300g/cm3?m/s.λρ显示的物性剖面(3～6)×107(kg2/m2·s)为灰岩段有利物性储层.根据反演结果可以看出石炭系一下二叠统栖霞组生物碎屑灰岩储层比较发育,主要在石炭系和州组和船山组,以及下二叠统栖霞组局部分布.孔隙型碳酸盐岩储层表现出较强的非均质性,且横向分布具有一定的不连续性,位于北东方向古高地处物性较好,孔隙度较高,为7.5％～12.5％.南黄海崂山隆起为加里东期之后的继承性古隆起,局部高地主要发育礁滩相台地,且礁滩体展布多受局部构造所控制,其形成常与古隆起和古断裂作用有关,此外台地边缘的张性断裂在地层缓慢的沉积过程中为生物礁的生长提供了可容空间和深部的营养成分.研究区碳酸盐岩沉积过程中存在较高的孔隙度,但由于地层的埋藏压实作用,原生孔隙均相继被充填,后期受印支运动作用,上覆地层被抬升到地表遭受暴露,在古高地附近的石炭系一下二叠统孔隙型碳酸盐岩发生大气淡水淋滤和溶蚀作用,使得次生孔隙发育,以溶孔、粒间、粒内孔为主的孔隙空间组合为主.
提交时间：2021-05-21
35. 宽频正交基模磁通门传感器设计
摘要： 为进一步增加响应带宽,提高系统稳定性,采用正交基模法,设计并实现了一种闭环宽频磁通门传感器.同时,针对各项关键指标进行测试,实验结果表明,正交基模磁通门传感器带宽达到12kHz,线性度优于0.01％,正交度优于0.04°.
提交时间：2021-05-21
36. 能量归一块匹配三维协同滤波及应用
摘要： 块匹配三维协同滤波(Block-matching and3D Filtering,BM3D)方法将数据域与变换域有效结合,其核心思想是对数字信号进行分块,并对数字信号采用块匹配及分组的方式聚集,在变换域滤波后返回原始数据域,然后将分块数据返回图像原位置;BM3D在去噪同时可较好保留图像或数据的细节信息,在图像处理和地震资料去噪中取得较好效果.
提交时间：2021-05-21
37. 偏移回线装置瞬变电磁法在近地表调查中的应用
摘要： 瞬变电磁法(TEM)为一种重要的时间域电磁勘探方法,广泛应用于地球物理勘探的各个领域.基于发射源的不同,瞬变电磁方法分为电性源和磁性源两类,其中磁性源瞬变电磁法(回线源)应用较为普遍,工作装置灵活,类型较多,常用的装置有中心回线、重叠回线、内回线法及大定源回线等(牛之链,2007),但偏移回线装置鲜有应用.在华南某盆地的表层结构调查研究中,瞬变电磁装置对比试验表明,在发射回线尺寸较小的条件(＜20m20m)下,中心回线装置出现了明显的极化效应,造成二次场的畸变;偏移回线源装置则不存在明显的极化效应,能够得到较准确的二次场.在该区的二次三维地震勘探中,全面地采用偏移回线瞬变电磁法,在表层火成岩调查中取得了良好的效果.
提交时间：2021-05-21
38. 三维大地电磁与体波联合反演:理论与合成测试
摘要： 近年来,利用多种地球物理观测数据的联合反演的研究较多,这些研究主要分为两类:一类主要基于岩石物性关系的联合反演,该方法对先验信息依赖较强,一类主要基于不同物性参数有相似边界的假设,提出了交叉梯度结构耦合法.已有研究表明在局部熔融或半熔融异常体、含水的裂隙或者断层,以及壳内滑脱层等特殊构造区域,电阻率模型与速度模型在三维结构分布上具有相似性.鉴于此,利用交叉梯度的结构约束方法,实现了大地电磁法与体波成像的三维联合反演研究,实现了两种方法的优势互补;通过复杂模型合成数据算例证明了联合反演算法的稳定性和可靠性,并对比单方法的反演结果,展示联合反演的优越性.
提交时间：2021-05-21
39. 深海时移地震技术应用的影响因素分析
摘要： 中国拥有300多平方公里的海域,海洋尤其深海是中国最重要的油气资源接续区.深水油气勘探开发具有"高风险、高投入、高技术"特点.深水钻井成本高,开发井的成本是探井成本的3～4倍.深水油气勘探与开采的高投入使得准确、精细地获得地下储层信息变得极为重要.海上时移地震(4D)技术是利用同一地方不同时间采集的两次或多次地震资料差异来获取地下油藏信息,时移地震技术通常用来判定剩余油的分布(目前国际石油开采的采出程度为30％左右),从而优化开发井的部署、开发方案的设计,最大程度地提高油田的采出程度,延长油田的生命周期,目前其应用价值已经被广泛证实.海洋较陆地而言,更适合时移地震技术的应用.尽管陆上相对海上而言两次地震资料采集炮点和检波点的重复精度更高,但是陆上地震资料会受到地下水位的变化、近地表条件的变化、面波和折射波的影响和环境噪声的影响.时移地震技术的价值在深水油气田更加突出,随着油气勘探向深水的转移,越来越多的4D地震采集在超过1000m水深的区域进行.这也为时移地震带来了新的挑战和机遇.
提交时间：2021-05-21
40. 时频电磁法静态位移校正方法研究
摘要： 在电磁勘探中,由于近地表存在电性局部不均匀体,因此在其表面产生静电荷积累,使实测水平电场发生变化,进而导致视电阻率随对数频率平移,以致严重影响勘探效果.对此,近年来发展了多种校正方法,主要有如下几类:①利用不受静态位移影响的数据进行矫正,如采用同时采集的阻抗相位、独立采集的瞬变电磁数据等进行校正.②利用静态位移的高频特性,进行低通滤波处理,如"空间滤波法"等.上述两类方法都在实际工作中有广泛的应用,但不足之处在于很多方法都依赖处理人员的经验和主观判断.独立采集的瞬变电磁数据校正方法虽然不受人为因素影响,但是需要独立的采集系统,除了增加额外的工作量外,也增加了其它影响因素,比如测点位置的影响、采集参数影响等.时频电磁勘探技术同时测量水平电场和垂直磁场两个分量,可将电场和磁场优势互补.在时频电磁勘探技术中,可以利用垂直磁场分量几乎没有静态位移效应这一特性对频率域电场分量进行静态位移校正.
提交时间：2021-05-21