基于多频率分量的叠前AVO多尺度反演方法

为提高频率域反演的分辨率和抗噪能力,减小频率域反演对初始模型的依赖程度,发展了多分量频率域叠前AVO弹性参数反演方法。考虑地震信号在频率域中不同频率成分可实现自动解耦,使得反问题可通过多分量迭代的途径求取。首先,利用贝叶斯公式将多频率分量联系起来,并结合稀疏约束先验提高反演算法抗噪能力。此外,采用超低频平滑模型提高多频率分量AVO反演算法的稳定性和可靠性。然后,模型测试综合验证了该方法的高分辨率特征和横向连续性,获得与理论模型吻合度较高的高分辨率反演结果。最后,实际资料表明该方法能够稳定的从叠前地震数据中获取与测井数据相吻合的高分辨率弹性参数信息,并可有效的运用到储层含油气性质检测中。     

卫星遥感估算淮河流域区域能量通量的方法研究

利用1998年淮河流域加密观测试验（HUBEX／IOP）期间的资料,进行淮河流域能量平衡的参数化方案的研究,用NOAA卫星的AVHRR资料建立了试验区地表特征参数及能量平衡各分量的参数化方程,并对卫星遥感反演结果和试验观测值进行了对比,为淮河流域能量和水循环的数值模拟提供了物理依据。     

反演连拱坝混凝土的物理参数

本文介绍了反演坝体混凝土物理参数的两种方法(常规反演分析法和用确定性模型反演法).在应用常规反演法时,必须重视坝体变形及高水位的影响.在水压和温度分量相互独立的情况下,用水压分量反演的弹模较为准确.而用位移确定性模型反演法可一次推求得坝体混凝土弹模和线膨胀系数,避免了水压分量与温度分量相互替代对反演精度的影响.并用佛子岭连拱坝13号垛的观测资料进行了分析,验证了上述的理论和方法.     

GPS掩星折射率的一维变分同化

为了探索GPS掩星观测资料在数值预报模式中的同化应用,利用GPS掩星折射率的一维变分同化技术,将MM5模式输出结果作为背景场,以GPS掩星折射率作为观测值来进行一维变分同化。将同化反演后得到的气压、温度、水汽压廓线与德国地学研究中心（GFZ）公布的气象观测资料进行了对比和分析,得到了较好的比较效果。证实了GPS掩星资料的合理同化对数值预报可进行有效的改进,并提出了下一步的同化方向。     

沙河流域地表通量的定量遥感估算

地表通量遥感估算对植物长势监测、灾害监测和地区能量水循环研究具有重要的现实意义.本文选取北京市沙河流域2002-10-16和2003-04-07LandSat TM影像反演研究区春秋季地表特征参数和地表通量,结合地面观测资料,利用二层遥感模型对该地区的植被、土壤地表通量分别进行了遥感估算.结果表明,研究区地表能量平衡各分量具有明显的时空特征.春、秋季晴日植被通量和土壤通量的估算结果空间分布态势保持一致,植被通量略大于土壤分量,土壤通量的空间分异性更明显.     

基于多种位场数据及3D反演结果的综合解释方法

近期位场梯度数据在勘探地球物理观测数据解释中的作用日益增加,随着计算机等硬件设施的进步,处理大型数据能力的增强,重力数据3D反演方法也越来越多的应用到重力数据解释工作中。本文提出结合重力数据、梯度数据及重力数据3D反演结果的综合解释方法,并将此解释方法应用到虎林盆地观测数据、梯度数据及3D反演结果的综合解释工作中。本文首先讨论单个棱柱体的重力数据、梯度数据的计算方法以及重力数据3D反演方法;然后,编制了matlab程序计算重力数据、梯度张量数据并处理重力数据的3D反演;最后,根据计算的数据详细讨论了梯度九分量之间的关系及重力数据反演结果的数值特征,提出结合梯度九分量数据及重力数据3D反演方法联合解释方法。模型试算及解释结果表明重力梯度数据对进一步提高勘探地球物理观测数据的解释精度及确定埋深较浅的异常源位置及水平尺寸等信息起到重要的作用,将其与重力数据3D反演方法联合解释可更准确的刻画异常源的分布特征。最后经过此综合解释方法将虎林盆地划分为8个构造单元。     

不同资料下赤道太平洋地区海面温度特征的区别

目前关于海面温度空间和时间的特征研究已经十分广泛,并且这些研究成果已经应用到大气模式的研究中.在已有的大气模式或者耦合模式研究中都是给定某一种海洋资料下的海温异常特征来考察大气模式或者耦合模式对于这种异常海温型的响应,目前随着海洋观测技术的进步,对海洋的观测方法越来越多,海面观测资料日益丰富和完善.而不同资料的观测手段、分辨率、处理方法各有区别,在应用这些数据进行模式研究时就会产生一定的差异.因此对目前已有的各种资料进行分析比较,找出它们之间的共同点与不同点,对于大气模式和耦合模式的研究具有一定意义,也可以为其他研究工作提供一定的参考.     

基于信息扩散的稀疏数据插值算法

为了解决实际海洋观测资料中存在的零散、稀疏问题,提出了一种基于信息扩散思想的插值方法——正态扩散插值模型。该方法基于模糊映射思想,通过对稀疏数据点的信息进行模糊扩散和插值映射,进而实现有限数据点信息向其邻近区域点的概率插值。运用该算法思想和途径,建立了信息扩散插值正态模型。通过对海温资料的插值试验和对比分析,验证了该方法的合理性和有效性,可为海洋观测资料的客观分析和标准化处理应用提供实用方法和技术参考。     

混凝土坝振动参数区间逆分析

考虑模态观测数据的不确定性，引入不确定问题求解的区间分析思想，建立了利用先验约束条件的混凝土重力坝动态参数的区间反演模型；并采用约束变尺度方法求解该反演模型获得待求参数的区间范围。以某大坝空库情形为例，在振动观测数据不完全的条件下，对该方法进行了考察。结果表明，在只有一阶圆频率和几个固定点处有一阶振型观测数据的情况下，可以可靠地识别出坝体混凝土和基础岩石的动弹性模量所在区间范围，该方法具有一般性，可以应用于一般结构振动参数识别问题。     

北京地区夏季气溶胶光学厚度反演

基于6S模型对比分析了3种大气气溶胶模式在北京地区夏季气溶胶光学厚度反演中的适用性.首先下载Terra-MODIS L1B夏季空间分辨率为1,km的数据,基于城市型、大陆型、海洋型3种标准大气气溶胶模式生成了3套查找表,利用暗像元法,反演得到了北京地区夏季大气气溶胶光学厚度.然后利用AERONET提供的实测陆地气溶胶光学厚度对反演结果进行精度验证.结果表明:海洋型和大陆型气溶胶模式反演的气溶胶光学厚度与地基数据相关性较高,相关系数分别为0.806,6和0.766,4;而城市型气溶胶模式反演的气溶胶光学厚度与地基数据存在明显差异,相关系数仅为0.482,5;将晴天和雾霾天气反演结果与地基数据进行对比,可以看出在天气晴朗时北京地区采用海洋型气溶胶模式反演气溶胶光学厚度更为准确.     

基于快速匹配追踪的混合域地震稀疏反演方法

匹配追踪稀疏地震反演是基于模型参数L0范数稀疏性度量的高分辨率反射系数反演方法。针对经典匹配追踪反演策略抗噪能力强但计算效率低的问题,通过控制多原子迭代次数和迭代阈值搜索模型最优解,提出基于快速匹配追踪算法的混合域地震稀疏反演方法。首先,在相对纵波阻抗低频模型约束下,构建混合域褶积模型正演算子和正则化方程,低频背景的引入将有效缩小模型参数的搜索空间;然后,在多原子快速匹配追踪反演框架推导混合域稀疏反演目标泛函,提高地层反射系数的恢复效率和收敛精度;最后,利用数据测试及实际地震资料对该方法的预测精度和可靠性进行试验分析,该方法相比常规时间域反演有助于选择高信噪比的频率分量提高算法的抗噪能力,而且在改善反演分辨率的同时避免了匹配追踪算法存在的计算效率低和局部极值的问题。     

基于伴随同化法的一维河流水质模型参数反演

本文利用伴随同化法研究了一维河流水质模型中污染源源强与纵向离散系数的反演问题.伴随同化法通过使模型计算值尽可能接近实测值即模型计算值和实测值的距离(目标函数)最小来反演最优模型参数,利用拉格朗日算子法将以模型方程作为约束条件的反演问题转化为无约束最优化问题,并利用最速下降法求解.在污染源源强反演算例中,利用河道一维瞬时污染源的解析解作为约束条件,开展了4个污染源源强反演的数值实验,采用不同组合源强初值进行反演计算均能取得较好的演算效果,验证了该方法对多参数的适用性以及对初始值的鲁棒性.纵向离散系数反演算例中,以河道上下游相邻断面的浓度关系为模型约束方程,采用Guymer(1998)示踪实验中得到的观测数据反演河道纵向离散系数,得到的纵向离散系数值比传统的演算法得到的结果更加准确.     

基于方差分量估计的InSAR三维形变估计

InSAR因其具有全天候、全天时的工作能力,能够实现实时动态监测,具有较强的穿透能力,已经成为获取地球空间信息的重要手段,它不仅能快速测量各种比例尺的地图,而且在环境监测、防灾减灾等领域也发挥着日益重要的作用,尤其是在监测地表形变获取全球高程方面有着显著的效果。然而,InSAR技术仅对地表一维(雷达视线向,LOS)形变敏感,而我们关心的是发生在三维空间框架下的真实形变,这一缺陷使得InSAR形变监测的广泛应用受到了极大的限制。应用经典的赫尔默特方差分量估计来融合不同平台、不同轨道的InSAR观测值,使形变从一维扩展到三维的精度结果更加准确。使用了PALSAR升轨和ASAR升降轨三个平台的数据,以研究区域内的GPS连续观测站观测的三维形变速率为形变真值,内插了实验区的三维形变速率,模拟出了的InSAR的观测值,并对其进行了方差分量估计,确定了合理的随机模型,最终反演了该三维形变。该结果相对于各平台等权处理反演结果,在精度上有了很大程度的提高。     

华北农田土壤水分运动参数的Bayes估计

为了估计具有垂向空间异质性的田间尺度土壤水分运动参数,提出利用原位多点土壤含水率观测数据反演多层土壤持水和导水特征参数的Bayes方法。该方法基于Hydrus-1D模拟模型建立Bayes推断模型,采用Markov Chain Monte Carlo(MCMC)方法求解Bayes联合概率分布,得到参数的后验边缘分布。将该方法应用于华北平原一典型农田土壤剖面,参数反演结果反映了空间变异性,与室内试验值具有较好的一致性,相应的土壤水分运动模拟具有较高精度,从而验证了该方法的有效性。     

基于频率-波数滤波的联合多尺度全波形反演方法及其实现策略

基于频率递进的多尺度方法是提高全波形反演稳定性的有效策略之一,但较为依赖于地震数据的最低有效频率,在低频数据缺失或采集数据质量不高时反演结果较差。基于此,在系统分析全波形反演波数成分与数据频率和散射角关系的基础上,实现基于波数滤波的多尺度反演方法,并与传统的时间域多尺度反演相结合,提出一种基于频率-波数滤波的联合多尺度全波形反演方法,并给出具体的反演策略。通过Poynting矢量对梯度中不同散射角成分进行滤波,以大散射角信息弥补地震低频数据缺失所不能恢复的低波数成分,能有效降低传统全波形反演方法对低频数据的依赖性,增强多尺度反演方法的适应性。该方法应用到SEG/EAGE推覆体模型的试算结果表明:新方法一方面可以有效弥补低频信息缺失时传统多尺度反演方法不能恢复的低波数成分;另一方面可以保证波数滤波反演方法能够避免周波跳跃现象。新方法能够在低频数据缺失的情况下有效恢复模型的中低波数成分,反演能力优于传统多尺度反演方法。     

波阻抗反演技术在孤东地区馆陶组薄储层描述中的应用

根据一维波动方程的拟合迭代法原理 ,给出了求解波阻抗σ(x)的算法。针对孤东地区馆陶组薄储层油藏存在的地层埋深浅、较疏松以及井径变化大泥岩中含有膨化矿物蒙脱石等引起的声波测井速度失真问题 ,采用分段函数法对其进行了校正。将校正后的声波资料进行反演 ,可得到高质量的资料 ,用该校正资料追踪描述的储层与录井结果吻合较好。应用结果表明 ,测井资料在反演中可以补充地震资料缺少的低频和高频分量 ,地震波阻抗反演技术是薄储层描述的有效方法     

联合重力卫星数据及气候水文模型监测西南地区陆地水储量变化

利用GRACE重力卫星观测数据和GLDAS水文模型资料反演我国西南地区陆地水储量变化,并结合该区域月平均降水资料进行分析。结果表明,GRACE重力卫星观测数据和GLDAS水文模型资料反演的西南地区陆地水储量变化相关系数为0.95,平均偏差为0.58 cm,具有良好的相关性;陆地水储量变化呈总体逐渐增加的趋势,受降雨量变化影响明显,且在时间上相对降雨量变化具有延迟性,与降水量变化的总体趋势一致,并具有显著的季节性变化特性,尤其是周年变化明显。     

波阻抗反演技术在孤东地区馆陶组薄储层描述中的应用

根据一维波动方程的拟合迭代法原理，给出了求解波阻抗σ(x)的算法。针对孤东地区馆陶组薄储层油藏存在的地层埋深浅、较疏松以及井径变化大泥岩中含有膨化矿物蒙脱石等引起的声波测井速度失真问题，采用分段函数法对其进行了校正。将校正后的声波资料进行反演，可得到高质量的资料，用该校正资料追踪描述的储层与录井结果吻合较好。应用结果表明，测井资料在反演中可以补充地震资料缺少的低频和高频分量，地震波阻抗反演技术是薄储层描述的有效方法。     

基于FVCOM的物理—生物地球化学耦合模型构建与应用

通过使用FABM框架将水动力模型FVCOM与生态模型ERSEM进行耦合,构建了一个新的适用于近岸复杂地形并完整描述了低营养级生态系统的物理—生物地球化学耦合模型:FVCOM-FABMERSEM.基于该耦合模型分别建立了垂向一维模型和长江口三维模型.使用欧洲L4站的多年观测资料对垂向一维模型(1DV)进行验证,验证结果良好.使用长江口三维模型模拟长江口及其附近海域2013—2016年的历史过程,经与营养盐和Chl-a观测数据校验,并利用MODIS卫星遥感的海洋表层Chl-a分布数据对春季藻类暴发的空间分布进行了验证,证明建立的耦合模型能正确刻画长江口区域的温度、盐度、硝酸盐、磷酸盐、Chl-a等物理和生物地球化学过程.同时,使用模型对长江口锋面区域的特征进行了再现,并讨论了盐度锋、泥沙锋、营养盐锋和叶绿素锋相伴产生与相互作用的关系.     

地基12通道微波辐射计反演大气温湿廓线及估算雷达路径积分衰减

利用TP/WVP-3000型地基微波辐射计12通道亮温观测资料,发展了一套大气温湿及液态水廓线反演算法.首先对近20年历史探空数据进行数据转换、插值等处理后,分无云和有云两种类型,运用MWMOD微波辐射传输模式,计算无云情况下的微波亮温集,根据相对湿度廓线,利用模式的绝热液水含量分析方法,模拟计算出液态水廓线及对应的微波亮温数据集,利用改进BP神经网络计算模型,通过神经网络学习训练,获取代表该地区的神经网络系数,用于反演计算大气温度、水汽密度、相对湿度和液态水廓线.与GPS探空数据对比,反演的大气温度廓线在7 km以下误差均在3 K以内,水汽密度廓线在6 km以下误差均在3 g/m2以内,部分底层廓线的反演值与GPS探空观测接近,获得了较好的反演结果.同时,通过模式分析出云水廓线,弥补GPS探空不足,利用微波辐射计观测进行验证,估算雷达路径积分衰减,用于试验降水雷达反演分析.