用边界积分方程法对地下目标体基本定位

利用边界积分方程数值模拟法研究了均匀半空间 (地下 )多个三维体条件下的地表视电阻率响应 .此外 ,在微分测深、温纳尔测深及耦极 耦极测深装置下 ,分析了三维地质体的地表视电阻率响应及异常形态与地质体几何参数的对应关系 .通过数值模拟得出了地面各类装置的测深资料特征与地下 (电性 )不均匀体几何参数的基本对应规律以及进行空间定位的方法 ,为目标体成像奠定了基础     

地下三维体上电测深曲线规律

以均匀半空间中等轴状三维地质体为例,利用边界积分方程法对对称四极和温纳尔2种装置的电测深进行数值计算,并与相应解析表达式的计算结果进行对比;用数值模拟方法研究了均匀半空间中板状体的对称四极、温纳尔等装置电测深拟断面图"看得见但看不穿”的规律.研究结果表明温纳尔、偶极等测深装置不仅能"看到”而且能"看穿”地下三维体,而对称四极装置及交流电法中采用平面波场的CSAMT,AMT等观测方式通常只能"看到”但不能"看穿”三维异常体;在对称四极测深装置中心剖面上,根据水平板状体的规模及埋深等因素,可分别将其视为一维层状体或均匀半空间处理,这对野外实际工作具有指导意义.     

深部矿井电阻率法超前探测多极偏移处理与应用

结合拟地震数据处理思想,提出多极叠加观测方式下多极三维偏移处理技术,利用多道电阻率测深数据进行拟地震记录分析,通过划分网格单元在等位球面进行电阻率值叠加,实现异常电阻率值的空间归位。实际应用表明该处理技术可以从巷道后方观测数据体中充分提取工作面前方地质体的电阻率分布特征,超前预测预报效果显著。     

针对多波束测深数据的抗差稳健估计滤波算法研究

多波束测深是获取水底地形的重要方法,针对多波束测深数据受到测船运动、假回声信号以及缺少检核条件而导致的异常值难以探测和剔除的问题,本文采用基于抗差的稳健估计滤波对测深异常值进行探测和剔除.对使用Seabat8125多波束测深系统测得的数据进行仿真处理,分别在平坦、倾斜和起伏这三种典型水底地形中随机加入不同幅度的异常值,然后基于抗差稳健估计滤波使用不同大小的滑动窗口对测深数据异常值进行探测和剔除,最后将处理结果与中值滤波和趋势面滤波进行对比分析.结果表明基于抗差的稳健估计滤波方法相比于其他两种方法可以更加有效的探测和剔除各种幅度的测深数据异常值且不受窗口大小的影响,进而为获取海水底地形提供准确的测深数据.     

基于物探方法组合高效精准定位碎屑沉积矿床——以马来西亚CHINI铜多金属矿床为例

马来西亚CHINI铜多金属矿位区为于Lebir深大断裂东侧,为浅海相富含铜金银铅锌的碎屑沉积铜多金属矿床,矿体形态为似层状、透镜体状、囊状.为探索矿体的空间展布特征,根据岩矿石物性特征和地形条件,在矿区开展了激电扫面、一种改进的激电三极梯度测深和音频大地电磁测深工作.激电扫面圈定了矿区的低阻高极化异常带,激电三极测深和音频大地电磁测深查明低阻高极化异常带的地下空间展布特征.综合矿床地质特征,建立了CHINI铜多金属矿地质-地球物理综合信息找矿模型,经钻孔验证,找矿效果良好.激电中梯扫面、激电三极测深和音频大地电磁测深在寻找此类矿床上具有高效、准确的特点,可以在东南亚地区推广.     

坑道内赤道偶极电阻率测深的可行性

对坑道内赤道偶极装置电阻率测深的可行性进行研究。分别在4个坑道面上布设测线，利用赤道偶极电阻率测深装置对坑道周围介质进行探测；采用有限单元法对坑道内赤道偶极装置电阻率测深进行正演计算。计算结果表明，对于单个地质体，坑道内任一断面的视电阻率异常均与其相邻的2个坑道面上的测深断面异常性质相反，而与坑道对面的测深断面异常性质相似；当坑道面外侧存在多个地质体时，各坑道面上的测深断面均不能将其有效区分。根据视电阻率测深断面异常形态和性质，对地质体的定位和定性解释的难度很大。采用赤道偶极装置在坑道中进行电阻率测深是不合适的。     

基于地形图与GIS的矿区地表三维快速可视化技术

地形三维可视化技术是当今GIS应用的热点,地形三维可视化可有利于提高地表地形的认知、分析、管理和工程实施等.本文基于日常工作中常用的纸质或CAD矿山地形图,利用ArcGIS的空间分析与可视化技术,通过数据转换、等高线修复及高程赋值,生成地表不规则三角网,然后结合纠正后的矿区影像可实现地形图的快速三维显示。     

基于格点型有限体积法的直流电测深2.5维正演模拟

采用格点型有限体积法,建立直流电测深2.5维正演模拟算法。首先,从点电源电位所满足的边值问题出发,导出格点型有限体积法控制方程的离散表达式,对边界条件近似处理后求解线性方程组即得离散电位数值解。其次,通过模拟计算均匀半空间模型和一维层状介质模型,与解析法计算结果对比,验证格点型有限体积正演算法的正确性和稳定性。分别采用本文建立的直流电测深2.5维正演模拟算法、Res2dmod开源软件构建的有限差分算法对典型二维地电模型进行正演模拟,得到2种算法的视电阻率拟断面图。研究结果表明：直流电测深2.5维正演模拟算法在一维求解域内的计算结果与解析解之间的相对误差小于2%,满足数值计算精度要求;该算法能定性判断异常体电阻率与围岩电阻率相对大小和异常体的空间展布,与经过验证的成熟软件Res2dmod相比较,电阻率数值解的绝对误差不超过3.4Ω·m,证明该算法能正确分析直流电测深2.5维异常响应规律,可为实测数据的定性解释提供指导。     

大极距高密度激电法在直接找矿和测深中的应用

为克服常规高密度激电法在有色金属勘探上深度不足以及常规激电测深效率低的缺点,引入不改变电极数,增加电极距的布置方式,通过特殊的采集方式得到可靠的原始数据。以西藏堆龙德庆县某矽卡岩型铜多金属矿床为例,为更好的确定该矿区岩体界线和蚀变带在空间上的分布,采用大极距高密度激电测深法对激电中梯异常区进行纵向评价,从而代替激电测深,达到浅部矿找矿的目的。应用结果表明,该方法在勘查有色金属矿效果显著,能够满足有色金属矿的勘探要求。     

采用轴对称二维模型对实际地层井间电磁响应进行成像的精确性研究

采用二维积分方程和体积分方程分别模拟轴对称二维井间地层和三维井间地层模型中异常体的响应,并分析三维异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度和偏心程度以及在发射—接收剖面的横向位置对其响应的影响。采用Born迭代方法,通过反演不同模型的模拟数据获得发射—接收剖面的二维电导率成像。结果表明,在将三维地层中得到的井间测量数据在发射—接收剖面采用轴对称二维模型进行成像时,其成像质量与异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度和偏心程度直接相关。只要异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度足够大且其中心点距离发射—接收剖面较近,就可以采用轴对称二维井间地层模型实现高质量成像。异常体厚度越小、偏心程度越高,成像效果越差。     

蒙古及邻区内源磁场基本特征

利用第11代国际参考地磁场(IGRF)模型和NGDC-EMM-720-V3地壳磁场模型,分析蒙古及邻区垂直分量的主磁场、非偶极子场、长期变化、长期加速度,地壳磁异常在地表及地表以上不同高度分布特征,讨论了地壳磁异常与地质构造的关系.结果显示,蒙古及邻区主磁场各成分的空间变化较小,地壳磁异常呈团状、条带状、弧形状分布,分布形态相对复杂;乌兰乌德、乌兰巴托片区的异常中心位置较为稳定;杭爱山、阿尔泰山呈负磁异常,异常分布与山脉构造走向基本一致.正负磁异常过渡区与山脉和盆地分界基本吻合.     

便携式磁化率仪SM-30在实验教学中的新应用

文中对比了磁化率仪SM-30的不同工作模式,利用它在兴城磁法勘探生产教学活动中进行了磁化率填图,并与磁异常等值线图进行了对比。由于反映的场源深度不同,磁化率异常与磁异常并不一致,但磁化率异常反映了浅部的含铁石英砂岩的分布,可以辅助地质填图和深部磁异常解释。     

Analysis of ionospheric anomalies before the 2011 <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>w</Subscript> 9.0 Japan earthquake

On March 11, 2011, a large earthquake of Mw=9.0 occurred near the east coast of Honshu, Japan. This paper investigates preearthquake ionospheric anomalies during the earthquake period, using data from global navigation satellite systems and ionosonde stations near the epicenter. A clear anomaly that occurred on March 8 lasted 6 hours. Eliminating ionospheric anomalies that may have been caused by solar activities and magnetic storms, we believe that a positive anomaly on March 8 was very possibly an ionospheric precursor. The affected ionospheric area on March 8, which is evident on a vertical total electron content distribution map, extended to 50° in longitude and 20° in latitude, with length ratio approximately 3:1. The anomaly peak arose from 15:00-19:00 LT, and its location did not coincide with the vertical projection of the epicenter, but was instead to its south. Corresponding ionospheric anomalies are also observed in the magnetically conjugated region. There were no obvious ionospheric anomalies in other parts of the world. To analyze changes in the ionospheric anomaly, computerized ionospheric tomography technology was used to invert the spatial and temporal distribution of electron density in the ionosphere. The ionospheric anomaly on March 8, 2011 is suggested to be an ionospheric precursor of the March 11 earthquake in Japan.     

塔里木盆地中央高磁异常带成因: 来自地震反射剖面的新证据

根据钻井资料及构造分析, 对塔东地区二维地震资料和塔中地区三维地震资料进行系统解释, 在该地区震旦系之下识别出断坳二元结构的陆内裂谷, 该裂谷由4个断陷沿纬向形成一个裂谷带, 其平面分布形态与高磁异常范围极为吻合。结合构造与地层发育特征认为: 裂谷期断陷中发育典型陆内双峰式火山岩, 是航磁异常带上磁力高的直接表现; 高磁异常带轴线与断陷的边界断层位置吻合, 异常源具有垂直向下的通道, 与基底断裂及深部岩浆上涌有关。正演计算验证了南华纪裂谷带模型的磁异常结果。高磁异常带东段为裂谷成因, 向中部、西部裂谷作用逐渐减弱直至消失, 至巴楚段高磁异常主要由二叠纪玄武岩造成, 异常带西段则属于塔南古陆块。     

杉木三维模型各方向枝下高分布研究

【目的】通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题。【方法】以江西省新余市分宜县亚热带林业实验中心山下林场8块杉木临时样地为数据源,以已有枝下高模型为理论基础,将空间分析方法缓冲区构建与林分空间结构单元构建结合,构建对林木造成直接影响的水平空间结构参数与垂直空间结构参数,分析空间结构参数与枝下高相关性,并以此计算各方向空间竞争强度,建立空间竞争强度与实测枝下高的分布关系,再按照枝下高模型求解剩余方向枝下高,最终按照实测数据与分析计算结果加载分枝、主干模型,构建林木三维模型。【结果】所选模型变量包括林木属性与空间结构参数,原始模型决定系数为0.720,消除树高影响的调整后实测枝下高与水平空间结构参数相关系数为0.410、与垂直空间结构参数相关系数为0.782,且均呈正相关;将各自相关系数为权重计算对应方向空间竞争强度,将最小竞争强度方向空间结构参数代入模型,拟合结果决定系数为0.790,相比原始模型拟合精度有所提高;将实测枝下高分配到竞争强度最小的方向,根据模型可对其他方向枝下高进行估算。【结论】以杉木为例,通过空间竞争强度判别枝下高分布,在提高已有数据利用率、减小外业工作强度的基础上,可直观表现林木不同方向枝下高分布的差异性,增强了林木三维模型的多态性表达。     

非对称勾形磁场的三维优化设计与实现

根据坩埚内熔体对流的类型和分布区域,分析控制对流对勾形(cusp)磁场磁感应强度和磁场位形分布的要求,提出了磁场优化设计目标。采用有限元三维(3D)建模法对cusp磁场进行了建模,利用所建立的模型对比了对称结构和非对称结构对磁场位形分布的影响,分析了在非对称cusp磁场线圈横向层数一定的情况下磁场纵向层数、屏蔽体厚度、上下线圈间距对磁感应强度、磁场位形、磁场功率的影响,优化了磁场结构;根据优化的结构参数制造了磁场并进行了实验测试,结果表明非对称cusp磁场的位形分布与设计结果一致,从而验证了3D优化建模方法的有效性。     

皖西大别山区土壤侵蚀空间分布特征及与地形的关系

基于修正的通用土壤流失方程和GIS空间分析方法,定量分析了皖西大别山区土壤侵蚀空间分布特征,讨论了侵蚀强度与海拔、坡度、坡向等因子的关系.基于信息熵模型评价地形因子与土壤侵蚀强度的空间相关性结果表明:(1)皖西大别山区2010年土壤侵蚀总量为1844.30×10~4t,平均侵蚀模数为1415.05t/km~2·a.区域以微度和轻度侵蚀为主,分别占总面积的52.95%和31.99%,侵蚀强度由东南至西北逐渐加剧.(2)坡度和海拔主导着区域内土壤侵蚀强度的空间分布.随着坡度和海拔增加,侵蚀强度不断加剧,强度侵蚀的面积比例增加,微度侵蚀的面积减少;在坡度15-25°区域、海拔200-500m区域的土壤侵蚀总量最大.坡向对土壤侵蚀强度的影响较小,土壤侵蚀强度在东南坡向较其它坡向略强.(3)地形因子与土壤侵蚀强度的空间相关性强弱为:坡度海拔坡向.坡度是安徽省大别山区土壤侵蚀强度的主导因子.     

嵌入式GIS的数据模型构造方法

分析了桌面GIS数据模型和嵌入式系统的特点,针对嵌入式GIS底图构建了混合式数据模型,空间数据与属性数据之间的联系通过惟一标识号建立,设计了非拓扑的分层分级分格的数据结构．根据底图要素类型的不同分层、地物外接矩形的大小分级及每一级底图坐标,将底图均分为若干个网格,每次显示其中的4个网格．对野外采集的嵌入式GIS空间数据,构建了面向对象的数据模型．实际工程应用表明,GIS运行速度显著提高,解决了嵌入式系统内存不足的问题．     

用于划分磁异常的新方法—插值切割法

在考察空间域和波数域中划分磁异常区域场和局部场常用方法特点的基础上,作者提出了插值切割法。该方法以当前计算点场值与四点圆周平均值的插值运算为切割算子,通过连续切割,得到磁异常的切割区域场,而从磁异常中减去后,就得到切割局部场。误差分析表明,磁异常中的随机误差在切割区域场中被压制,而在切割局部场中没有明显放大。本研究对四个理论模型和一个野外实例的处理结果表明,这种新方法适合于复杂磁异常区域场与局部场的划分,其他的一些特点是计算速度快、分辨率和精度高。     

A new interpolation method for Antarctic surface temperature

We propose a new methodology for the spatial interpolation of annual mean temperature into a regular grid with a geographic resolution of 0.01° for Antarctica by applying a recent compilation of the Antarctic temperature data.A multiple linear regression model of the dependence of temperature on some geographic parameters (i.e.,latitude,longitude,and elevation) is proposed empirically,and the kriging method is used to determine the spatial distribution of regional and local deviations from the temperature calculated from the multiple linear regression model.The modeled value and residual grids are combined to derive a high-resolution map of surface air temperature.The performance of our new methodology is superior to a variety of benchmark methods (e.g.,inverse distance weighting,kriging,and spline methods) via cross-validation techniques.Our simulation resembles well with those distinct spatial features of surface temperature,such as the decrease in annual mean surface temperature with increasing latitude and the distance away from the coast line;and it also reveals the complex topographic effects on the spatial distribution of surface temperature.