地震数据反演中的非线性问题

研究灾害地震现象的天然地震观测都是在地面进行的。资源勘探进行的人工地震有的在地面观测,有的在井中观测。根据观测到的数据推算地球内部的物质结构的几何形态和物性参数称为反演。这样的问题与遥感遥测,自动控制、天文观测、无损检测、疾病诊断、海洋工程等学科领域中的问题相似,它们归结出的数学问题是一致的,尽管不同的实际问题带有本学科领域的特点。反演过程不是一个物理过程,而是一个利用数学手段来求逆的过程。反演问题有两个最显著的特点:(1)大部分反问题都是非线性的;(2)它们大都是不适定的数学问题。非线性问题常常通过逐步线性化来解决。但由子实际问题非线性性很强,逐步线性化的办法往往不符合实际物理背景,也得不到好的结果。近年来,开展非线性研究,主要是通过将观测数据与理论正演模拟数据的最佳拟合来确定介质的物性参数。但由于介质参数的模型空间非常大,加之问题的非线性性很强,求目标函数的全局最小的问题困难很大。在地震数据反演中,由于数据的不完备,噪音的存在,源的情况复杂且未知等原因,要求得目标函数的全局最小值是不现实的。我们只能求一定意义下的最佳解。本文中,我们介绍地震反演问题求解的主要方法,重点讨论:(1)线性迭代解法;(2)非线性迭代解法;(3)模拟退火法;(4)生物基     

地震预测试验场

地震预测试验场是针对特定的地震危险区,通过密集的、多学科的强化观测,研究与短临地震预测有关的科学问题.作为一类"大科学"项目,地震预测试验场的经验和教训值得认真总结.新技术的应用赋予地震预测试验场以新的内涵,并为地震预测研究带来新的发展机遇.     

人工神经网络及其在油气勘探开发中的应用

人工神经网络理论的诞生及发展给石油科学的方法研究注入了新生力量。该方法能应用于同气勘探及开发的各个阶段，在储层横向预测及地震资料的处理和解释等方面提供了有力的工具。神经网络方法在石油科学中的应用研究，具有重要的和现实意义。     

利用三维地震勘探纵波方位振幅随偏移距变化技术检测煤田裂隙

裂隙检测对煤田生产和安全具有重要意义，地下裂隙的存在导致地震波场呈现方位各向异性的特征，地震波反射振幅随炮检距和方位角的变换而变化．在弱各向异性假设下，纵波反射系数可以简明地表示为裂隙参数的解析函数．为了利用地震波反射振幅与炮检距和方位角的变化规律预测安徽淮南某煤矿地下裂隙分布情况，在该地区进行了全方位角三维地震勘探，通过三维地震资料的精细分析和处理，主力煤层附近的地震波场呈现明显的方位各向异性特征，反射振幅随方位角的变换规律与方位各向异性理论预测结果吻合良好，表明纵波方位振幅随偏移距变化(AVO)理论可以用于该煤田裂隙方位和裂隙密度的预测．     

预测地震的新法宝——GPS

GPS全称Global Positioning System，译为全球卫星定位系统，主要在精确定时、工程施工、勘探测绘、导航、定位及授时等方面发挥作用。同时GPS也是我们个人旅游和野外探险的好帮手：最近，有日本的学者提出GPS具有另一大功用——预测地震。     

实验室研究揭示地震震源过程

地震是最具毁灭性的自然灾害之一,给很多国家带来了严重的人员和财产损失.我国是大陆地震最为频繁、地震灾害最为严重的国家之一.因此,了解地震的发生机理乃至预测地震是地球科学界亟待解决的重大科学问题.近几十年来,基于实验室研究获得了大量类似于天然地震的实验室地震事件,并通过对这些事件的精细观测揭示了震源物理过程的基本规律,加深了人们对于震源物理过程的认识.本文首先阐述实验室地震研究的发展简史,然后系统梳理实验室地震研究在地震前兆、破裂传播等方面取得的重要进展及存在的问题.最后,探讨实验室地震研究所面临的挑战,并展望实验室地震研究未来的方向与关键科学问题,以期深化对震源过程的理解,进而促进地震预测研究的发展.     

地震技术在石油勘探开发中的应用及其新进展

人工地震技术是目前寻找石油和天然气的重要工具。地震技术经过几十年的发展,取得了令人瞩目的成就。地震技术已远远超出了勘探领域,已向油气开发领域发展。本文回顾了地震技术发展的历史,并介绍了三维地震、四维地震、多波地震等地震技术的新进展。     

新疆伽师强震群过程中加卸载响应比变化特征

将加卸载响应比理论应用于新疆伽师地震序列 ,发现在序列中较大地震 (M≥ 5)前 ,均出现加卸载响应比高值异常 .这说明在一定条件下 ,加卸载响应比理论可应用于地震短期预测 ,尤其是发生中强地震后 ,地震序列的早期判断 .伽师地震序列的预报实践 ,再一次说明了这种可能性 .     

新疆伽师强震群过程中加卸载响应比变化特征

将加卸载响应比理论应用于新疆伽师地震序列 ,发现在序列中较大地震 (M≥ 5)前 ,均出现加卸载响应比高值异常 .这说明在一定条件下 ,加卸载响应比理论可应用于地震短期预测 ,尤其是发生中强地震后 ,地震序列的早期判断 .伽师地震序列的预报实践 ,再一次说明了这种可能性 .     

利用初至压缩波对2004年苏门答腊-安达曼地震破裂直接成像

2004年12月26日在印度尼西亚苏门答腊岛西侧海域发生的Mw9.3级地震, 是现代数字地震和GPS观测台网布设以来记录到的最大地震. 高质量的地震和形变测量资料, 为准确估计引发巨大海啸的地震破裂特征提供了难得的可相互验证的资料. 利用中国国家数字地震台网(CNDSN)记录到的初至压缩波反演这次地震破裂过程, 并通过对方法的改进, 克服了CNDSN稀疏的台站分布带来的影响. 所获得的地震破裂过程与全球和区域地震台网及大地测量得到的结果较为一致, 即这次地震起始于苏门达腊西北海岸并以(2.7±0.2) km/s的破裂速度向北北西方向单侧破裂, 破裂持续时间达420 s或更长, 破裂沿着安达曼海槽延伸1200~1300 km, 并且出现两次强能量脉冲.