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井地大地电磁非线性共轭梯度二维反演研究 被引量:8
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作者 张昆 魏文博 +1 位作者 吕庆田 金胜 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期915-924,共10页
本文提出并验证了地下大地电磁测深数据的正、反演算法和程序,为井地大地电磁测深和井地可控源音频大地电磁测深这一前沿研究课题提供了地球物理解释方法,使其更加完善和有效。在Rodi(2001)发表的大地电磁场二维NLCG反演理论和算法的基... 本文提出并验证了地下大地电磁测深数据的正、反演算法和程序,为井地大地电磁测深和井地可控源音频大地电磁测深这一前沿研究课题提供了地球物理解释方法,使其更加完善和有效。在Rodi(2001)发表的大地电磁场二维NLCG反演理论和算法的基础上,推导了井地大地电磁场二维NLCG反演算法,改编反演的代码,开发出二维NLCG反演程序,验证了程序的正确性。通过对比不同测点埋深的典型模型的正、反演结果,发现测点埋置在地下能够压制地面噪音,提高反演的分辨能力。 展开更多
关键词 井地大地电磁场 非线性共轭梯度 反演
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地面可控源频率测深三维非线性共轭梯度反演 被引量:42
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作者 翁爱华 刘云鹤 +2 位作者 贾定宇 廖祥东 殷长春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3506-3515,共10页
讨论了地面可控源电磁勘探三维非线性共轭梯度反演的可行性以及反演过程中考虑场源的必要性.反演采用非线性共轭梯度反演方法.反演过程中,模型响应利用交错网格有限差分技术计算.反演数据采用与发射源平行的电场x分量Ex.利用层状导电模... 讨论了地面可控源电磁勘探三维非线性共轭梯度反演的可行性以及反演过程中考虑场源的必要性.反演采用非线性共轭梯度反演方法.反演过程中,模型响应利用交错网格有限差分技术计算.反演数据采用与发射源平行的电场x分量Ex.利用层状导电模型作为背景,设计了两个理论模型进行数值试验:第一个模型中包含两个电阻率异常,以检验反演的有效性;第二个模型中,在测区外设置了一个低阻异常,以考察源的信息在反演中的作用.两个模型的反演分别从层状背景模型开始,迭代120次后终止.数值试验结果表明,(1)非线性共轭梯度反演所获得的电阻率分布和理论模型吻合较好;(2)非线性共轭梯度算法收敛速度较慢,需要较多的迭代次数完成反演;(3)对于可控源频率电磁勘探,必须考虑源位置信息.因此,本文采用考虑场源信息的地面可控源非线性共轭梯度反演方法能完成真正意义上的可控源频率电磁测深数据的反演. 展开更多
关键词 可控源电磁法 非线性共轭梯度 反演
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一种并行的大地电磁场非线性共轭梯度三维反演方法 被引量:12
3
作者 张昆 董浩 +3 位作者 严加永 吕庆田 魏文博 何钰娴 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3922-3931,共10页
本文改进并验证了大地电磁测深数据的三维反演算法和并行计算程序,程序对计算机物理内存和CPU速度及数量要求较低,使普通家用机进行三维反演计算成为可能.本文在Newman和Alumbaugh(2000)提出的三维非线性共轭梯度算法和Rodi和Mackie(20... 本文改进并验证了大地电磁测深数据的三维反演算法和并行计算程序,程序对计算机物理内存和CPU速度及数量要求较低,使普通家用机进行三维反演计算成为可能.本文在Newman和Alumbaugh(2000)提出的三维非线性共轭梯度算法和Rodi和Mackie(2001)给出的大地电磁场二维NLCG反演预处理方法的基础上实现了大地电磁场NLCG三维反演算法,改进了的预处理方法,将反演计算对初始模型的依赖性降到最低,并且通过理论模型验证了程序的正确性,并根据日本KAYABE地区实测数据的反演结果验证了算法的实用性. 展开更多
关键词 非线性共轭梯度 反演 预处理 并行计算
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一种改进的二维MT预条件非线性共轭梯度反演方法 被引量:5
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作者 相鹏 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期42-49,共8页
在大地电磁反演方法中反演精度与计算效率问题是一对矛盾,高斯牛顿类方法反演精度高但计算效率低,非线性共轭梯度类方法计算效率高,但是反演精度不如高斯牛顿法高。在前人研究的基础上,提出一种改进的预条件非线性共轭梯度法,通过构建... 在大地电磁反演方法中反演精度与计算效率问题是一对矛盾,高斯牛顿类方法反演精度高但计算效率低,非线性共轭梯度类方法计算效率高,但是反演精度不如高斯牛顿法高。在前人研究的基础上,提出一种改进的预条件非线性共轭梯度法,通过构建性状更接近高斯牛顿Hessian矩阵的预条件算子提高反演精度和计算速度。同时采用正则化参数的自适应更新算法保证反演稳定性和反演精度的平衡。模型实验验证了该方法的正确性。与其他方法的对比结果表明,该方法在保证反演精度的同时,提高了计算效率。对中国西部某地的实测MT数据进行处理解释的结果表明,该方法在解决复杂构造问题方面具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 大地电磁 预条件非线性共轭梯度 正则化参数 自适应算法 反演
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时间域航空电磁2.5维非线性共轭梯度反演 被引量:5
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作者 强建科 满开峰 +5 位作者 龙剑波 鲁凯 ZHU Yue 陈龙伟 李俊营 毛先成 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4701-4709,共9页
对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题... 对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题.在正演计算中,我们采用有限元法求解拉式傅氏域中的电磁场偏微分方程,再通过逆拉氏和逆傅氏变换高精度数值算法得到时间域电磁响应.在灵敏度矩阵计算中,采用了基于拉式傅氏双变换的伴随方程法,时间消耗只需计算两次正演,从而节约了大量计算时间.对于最佳步长计算,二次插值向后追踪法能够保证反演迭代的稳定性.设计两个理论模型,检验反演算法的有效性,并讨论了选择不同初始模型对反演结果的影响.模型算例表明:非线性共轭梯度方法应用于时间域航空电磁2.5维反演中稳定可靠,反演结果能够有效地反映地下真实电性结构.当选择的初始模型电阻率值与真实背景电阻率值接近时,能得到较好的反演结果,当初始模型电阻率远大于或远小于真实背景电阻率值时反演效果就会变差. 展开更多
关键词 时间域航空电磁法 2.5D瞬变电磁反演 伴随方程法 非线性共轭梯度 灵敏度矩阵
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基于印模法的地面磁电阻率数据三维非线性共轭梯度反演 被引量:2
6
作者 翁爱华 李斯睿 +3 位作者 杨悦 李大俊 李建平 李世文 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1903-1917,共15页
本文提出了能提高异常体分辨能力,同时得到绝对电导率的地面磁电阻率数据三维反演方法.磁电阻率响应用准直流的低频磁场代替;数值模拟由频率域电场满足的Helmholtz方程出发,采用三维交错网格有限差分法;长直导线源作为发射源,其中源的... 本文提出了能提高异常体分辨能力,同时得到绝对电导率的地面磁电阻率数据三维反演方法.磁电阻率响应用准直流的低频磁场代替;数值模拟由频率域电场满足的Helmholtz方程出发,采用三维交错网格有限差分法;长直导线源作为发射源,其中源的计算包含在背景场中;结合地面磁电阻率数据各分量的特点,选择y分量进行反演研究;反演采用三维非线性共轭梯度反演技术,为了提高异常体的深度分辨能力,进行迭代重构反演;用印模法对初始模型进行重构,采用的是辅模型在浅部,元模型在深部的组合方式.从合成数据和实际数据的反演结果可以得到以下的认识:(1)由频率域麦克斯韦方程组出发,低频磁场数据反演可以直接得到电导率,而不是相对电导率之比;(2)采用印模法组合初始模型,进行迭代重构反演,可以提高地面磁电阻率数据反演对异常体的分辨能力,确定埋深位置,同时不会丧失对于浅部异常体的分辨能力;(3)在结合印模法的地面磁电阻率数据三维反演中,深部异常体的分辨能力受地表不均匀导电体影响较小;(4)确定印模深度可以采用上一次重构反演结束时的模型变化量,通过相邻两次重构反演结束时的模型变化量之差来确定迭代重构是否终止.因为静磁场与重力场在数学上的相似性,本文的反演方法可以被运用到重力场等位场的地面数据的反演中. 展开更多
关键词 地面磁电阻率法 反演 非线性共轭梯度 初始模型 印模法 迭代重构
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大地电磁场非线性共轭梯度三维反演
7
作者 张昆 董浩 +2 位作者 严加永 魏文博 吕庆田 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期891-892,共2页
目前大地电磁三维反演方法仍在发展之中,国内外提出的三维反演方法包括快速松弛反演(Smith等,1991;谭捍东等,2003)、共轭梯度反演(Mackie et al.,1989;林昌洪等,2011)、拟线性近似反演(Zhdanov,2000)、贝叶斯统计反演(Spichak等,1995)... 目前大地电磁三维反演方法仍在发展之中,国内外提出的三维反演方法包括快速松弛反演(Smith等,1991;谭捍东等,2003)、共轭梯度反演(Mackie et al.,1989;林昌洪等,2011)、拟线性近似反演(Zhdanov,2000)、贝叶斯统计反演(Spichak等,1995)和非线性共轭梯度反演(Newman et al.,2000)等方法。 展开更多
关键词 非线性共轭梯度 大地电磁 反演 交错网格有限差分
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大地电磁非线性共轭梯度一维反演 被引量:6
8
作者 管贻亮 李予国 +2 位作者 胡祖志 黄江波 胡祥云 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期752-759,共8页
非线性共轭梯度(nonlinear conjugate gradient,NLCG)反演法具有较好的稳定性和反演精度,在二维反演中得到了广泛的应用,但是正则化因子选取困难以及计算量较大等问题限制了其在一维反演中的应用。针对上述问题,结合一维反演实际,提出... 非线性共轭梯度(nonlinear conjugate gradient,NLCG)反演法具有较好的稳定性和反演精度,在二维反演中得到了广泛的应用,但是正则化因子选取困难以及计算量较大等问题限制了其在一维反演中的应用。针对上述问题,结合一维反演实际,提出了一种改进的NLCG优化算法。该算法以Bostick反演结果为初始模型,采用正则化因子自适应迭代调整方案,每次迭代时根据目标函数自动调整正则化因子,无需再对正则化因子进行不断尝试反演;简化了预处理因子和最优步长的计算,用单步线性搜索法代替迭代法求最优步长;对反演结果进行优化并做二次NLCG反演,进一步提高了反演精度,使非线性共轭梯度一维反演算法更高效。通过几个模型算例分析了优化算法的有效性。实际大地电磁数据NLCG反演结果与钻井资料吻合好、精度高;与Occam反演结果相比分层更加清晰,未出现异常高阻层,对地下电性结构的划分更加可靠。 展开更多
关键词 大地电磁 反演 正则化因子 非线性共轭梯度
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地面矩形大定源电磁法频率域三维非线性共轭梯度反演 被引量:2
9
作者 许广春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期4866-4873,共8页
本文实现了地面矩形大定源三维频率域反演.矩形大定源三维模型响应计算采用交错网格有限差分技术.正演的微分方程为异常电场满足的非齐次Helmholtz方程,方程右手边源项中的大定源产生的背景格林函数由虚界面法结合虚框法计算.频率域三... 本文实现了地面矩形大定源三维频率域反演.矩形大定源三维模型响应计算采用交错网格有限差分技术.正演的微分方程为异常电场满足的非齐次Helmholtz方程,方程右手边源项中的大定源产生的背景格林函数由虚界面法结合虚框法计算.频率域三维反演采用非线性共轭梯度反演技术.反演的数据类型为垂直磁场的频率域响应Hz的实部和虚部分量.数值结果表明,(1)三维模型正演模拟数值结果与前人一致,为三维反演奠定基础;(2)针对两个三维导电模型,分别进行了三维反演数值试算.反演结果可以清晰恢复出异常体的电阻率和位置信息,表明地面矩形大定源三维频率域非线性共轭梯度反演具有可行性.本文研究的意义在于,在电磁响应时频转换技术的基础上,如果将野外实测的瞬变电磁数据变换为对应的频率响应,则结合本文提出的三维反演技术,可以为矩形大定源瞬变电磁数据的三维解释提供一个新的思路. 展开更多
关键词 矩形大定源 频率域电磁法 反演 非线性共轭梯度
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软土地基沉降的二维非线性粘弹性反演与预测 被引量:19
10
作者 谭昌明 黄绍槟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期67-71,共5页
基于Merchant粘弹性模型和简化双曲线模型,建立软土地基沉降的二维非线性粘弹性Biot固结有限元计算公式;根据最小二乘法建立目标函数,采用Simplex直接优化算法反演确定参数;为反演能获得在物理意义上合理且数学上唯一的参数,提出从简单... 基于Merchant粘弹性模型和简化双曲线模型,建立软土地基沉降的二维非线性粘弹性Biot固结有限元计算公式;根据最小二乘法建立目标函数,采用Simplex直接优化算法反演确定参数;为反演能获得在物理意义上合理且数学上唯一的参数,提出从简单模型到复杂模型的分步反演分析方法。实例分析表明,该方法是可行的。 展开更多
关键词 软土地基 沉降 非线性粘弹性 反演 预测
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轴对称二维非均匀介质结构的非线性反演方法 被引量:1
11
作者 杨峰 聂在平 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期419-424,共6页
按每次变形 Born迭代 (DBIM)过程中 ,用入射场替代总场使非线性积分方程线性化 ,但线性化对非线性度很高的强散射体时将会带来很大的误差 .为了克服 DBIM的不足 ,本文基于目标区内、外电场积分方程导出反演积分方程 ,在每次迭代过程中 ... 按每次变形 Born迭代 (DBIM)过程中 ,用入射场替代总场使非线性积分方程线性化 ,但线性化对非线性度很高的强散射体时将会带来很大的误差 .为了克服 DBIM的不足 ,本文基于目标区内、外电场积分方程导出反演积分方程 ,在每次迭代过程中 ,利用迭代法和双共轭梯度法求解非线性反演问题 ,利用数值模式匹配方法 (NMM)求解正演问题 .考虑到 NMM解的 z向解析性 ,推导出 z向积分的解析表达式 ,大大减少了计算量 .数值结果表明 ,本文方法与 DBIM相比不仅具有更快的收敛速度 ,而且能反演更高的对比度 . 展开更多
关键词 Born迭代 电磁逆散射 计算效率 对比度 共轭梯度 非线性反演 收敛速度 电磁学 非均匀介质
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二维井间电磁场的非线性反演方法 被引量:1
12
作者 魏宝君 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2004年第5期39-42,48,共5页
采用高精度的非线性反演方法,对轴对称二维井间模型的电导率分布进行了成像。该成像方法既考虑到雅可比矩阵的线性项,也考虑了其偏微分项,因而反演精度高且稳定性强。采用矩阵求逆技术计算了纵向成层背景地层Green函数的系数,可以很方... 采用高精度的非线性反演方法,对轴对称二维井间模型的电导率分布进行了成像。该成像方法既考虑到雅可比矩阵的线性项,也考虑了其偏微分项,因而反演精度高且稳定性强。采用矩阵求逆技术计算了纵向成层背景地层Green函数的系数,可以很方便地得到Green函数对空间坐标的积分,从而使雅可比矩阵的计算更方便、准确。反演实例表明,井间电磁成像技术更适宜于对相对高电导率异常区域进行成像。由于井间电磁成像技术对异常区块的垂向探测范围大于径向探测范围,测量数据中包含的垂向信息多于径向信息,因而垂向分辨率高于径向分辨率。 展开更多
关键词 非线性反演方法 GREEN函数 偏微分 积分 空间坐标 电磁场 垂向分辨率 异常 径向
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非线性共轭梯度反演法在铁路特长隧道勘查中的应用 被引量:2
13
作者 赵虎 章丹贵 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1121-1128,共8页
由于铁路特长隧道复杂的地质情况,在对大地电磁资料采用常规线性反演时对复杂岩性、断裂构造的识别精度及速度往往不能满足勘查要求,采用非线性共扼梯度法进行反演成像,跳出线性迭代反演局限。针对非二次极小化问题,进行直接求解,能显... 由于铁路特长隧道复杂的地质情况,在对大地电磁资料采用常规线性反演时对复杂岩性、断裂构造的识别精度及速度往往不能满足勘查要求,采用非线性共扼梯度法进行反演成像,跳出线性迭代反演局限。针对非二次极小化问题,进行直接求解,能显著减小计算工作量,提升成像速度。通过玉磨线特长隧道大金山隧道中进行实际应用,快速高效地查明了隧道多处断裂构造位置,对后期地质工作的开展起到良好的指导作用。研究结果表明:非线性共扼梯度法反演能在铁路特长隧道勘查中取得理想的效果。 展开更多
关键词 音频大地电磁 非线性共轭梯度 反演 铁路特长隧道
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基于磁记忆梯度张量信号的缺陷二维反演研究 被引量:3
14
作者 陈海龙 王长龙 +1 位作者 左宪章 朱红运 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期995-1001,共7页
金属磁记忆检测技术是一种能对铁磁材料早期微观损伤及应力集中进行有效诊断的无损检测方法,针对二维反演方法难以准确得到缺陷分布的问题,提出了磁记忆梯度张量分析方法。分析磁梯度张量的测量要素,设计了磁记忆梯度张量信号测量方案;... 金属磁记忆检测技术是一种能对铁磁材料早期微观损伤及应力集中进行有效诊断的无损检测方法,针对二维反演方法难以准确得到缺陷分布的问题,提出了磁记忆梯度张量分析方法。分析磁梯度张量的测量要素,设计了磁记忆梯度张量信号测量方案;将磁记忆信号水平梯度模量作为缺陷边界反演的特征量,通过水平梯度模量的极大值位置来确定缺陷的边界及分布。裂纹二维反演实验结果表明,该方法不受检测方向影响,可对缺陷二维分布进行准确反演。 展开更多
关键词 电磁学 金属磁记忆 梯度张量 水平梯度模量 反演
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基于非线性共轭梯度法的唯相直接数据域算法 被引量:2
15
作者 邵尉 钱祖平 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第16期3657-3659,3663,共4页
提出一种基于非线性共轭梯度法的唯相直接数据域最小二乘算法。根据标准直接数据域算法得到代价函数,由小相位扰动效应和泰勒展式推导得到代价函数的梯度,使用非线性共轭梯度法对代价函数进行优化,最终确定最优唯相权值向量。作为一种... 提出一种基于非线性共轭梯度法的唯相直接数据域最小二乘算法。根据标准直接数据域算法得到代价函数,由小相位扰动效应和泰勒展式推导得到代价函数的梯度,使用非线性共轭梯度法对代价函数进行优化,最终确定最优唯相权值向量。作为一种唯相自适应算法,它在硬件实现上比传统算法更具简单性。同时,它只对单快拍数据进行处理,避免了样本协方差矩阵的构造以及矩阵求逆运算,更适合于实时处理。仿真结果表明,算法具有良好的信号恢复和干扰置零性能。 展开更多
关键词 唯相自适应算法 直接数据域最小乘算法 单快拍处理 非线性共轭梯度
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三维复杂地壳结构非线性走时反演 被引量:3
16
作者 俞贵平 徐涛 +4 位作者 张明辉 白志明 刘有山 武澄泷 滕吉文 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1398-1410,共13页
中国大陆中西部乃至全球造山带普遍具有复杂地壳结构.随着矿产资源勘探和深部探测研究的深入,探测造山带及盆山耦合区下方地壳精细结构正逐渐成为当前面临的巨大挑战.人工源深地震测深方法正越来越清晰地揭示出不同构造域地壳速度结构... 中国大陆中西部乃至全球造山带普遍具有复杂地壳结构.随着矿产资源勘探和深部探测研究的深入,探测造山带及盆山耦合区下方地壳精细结构正逐渐成为当前面临的巨大挑战.人工源深地震测深方法正越来越清晰地揭示出不同构造域地壳速度结构的基本特征,然而传统的层状结构模型参数化方法难以准确描述复杂地质模型,通常情况下多忽略速度结构的精细间断面且采用层边界平滑处理,难以满足地壳精细结构成像的发展要求.针对上述困难,本文采用最近发展的块状结构建模方案构建三维复杂地壳模型,基于逐段迭代射线追踪正演走时计算方法,推导了走时对三角形界面深度以及网格速度的偏导数,开展了非线性共轭梯度走时反演方法研究.发展了利用直达波和反射波等多震相走时数据对界面深度和网格速度的多参数联合反演方法,并引人不同种类震相数据的权系数和不同类型参数偏导数归一化的方法.数值算例表明,基于块状结构的非线性共轭梯度走时反演方法适用于复杂地壳结构模型,在利用人工源走时数据反演复杂地壳精细结构领域具有良好的应用前景. 展开更多
关键词 地壳结构 走时反演 块状建模 射线追踪 非线性共轭梯度
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基于不等式约束的最小二乘法三维电阻率反演及其算法优化 被引量:75
17
作者 刘斌 李术才 +5 位作者 李树忱 聂利超 钟世航 李利平 宋杰 刘征宇 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期260-268,共9页
基于光滑约束的最小二乘法是三维电阻率反演的主要方法,但该方法在某些情况下存在着多解性较强的问题,且普遍耗时较长,严重制约了三维反演方法的推广与发展.为改善上述问题,将表征模型参数变化范围的不等式约束作为先验信息引入最小二... 基于光滑约束的最小二乘法是三维电阻率反演的主要方法,但该方法在某些情况下存在着多解性较强的问题,且普遍耗时较长,严重制约了三维反演方法的推广与发展.为改善上述问题,将表征模型参数变化范围的不等式约束作为先验信息引入最小二乘线性反演方法中,有效地改善了反演结果的精度,降低了反演的多解性问题.为了解决耗时较长的问题,基于预条件共轭梯度(PCG)算法和Cholesky分解法的特点提出了一套优化三维电阻率反演计算效率的计算方案.在该方案中,Cholesky分解法被用来求解敏感度矩阵计算中的多个点源场的正演问题,Cholesky分解法只需对总体系数矩阵进行一次分解,然后对不同的右端向量进行回代即可.将预条件共轭梯度法引入到三维电阻率反演方程的求解中,将雅可比迭代中的对角阵作为预处理矩阵,其具有求逆方便、无需内存空间的特点,有效地加快了收敛速度.对合成数据以及实测数据的反演算例表明,借助不等式约束和反演效率优化方案,最小二乘反演方法可得到较为精确的反演结果,有效地提高了反演计算效率,具有良好的推广前景. 展开更多
关键词 电阻率反演 最小反演 不等式约束 预条件共轭梯度算法 Cholesky分解算法 电阻率层析成像
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裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演 被引量:9
18
作者 冯旭亮 王万银 +2 位作者 刘富强 李建国 鲁宝亮 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1934-1945,共12页
裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面... 裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面上裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演方法.研究中假设沉积盆地的沉积层与基底的密度差随深度按双曲线规律变化.将沉积盆地的沉积层剖分成相邻的垂直柱体,其水平尺寸是已知的,顶面与沉积层上界面重合,底面深度代表基底的深度,即为要反演的参数.反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束,使得反演结果呈现非光滑形态,符合裂陷盆地基底特征.为减小反演多解性,引入已知深度点作为约束.建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数,采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化.模型试算结果表明该方法可反演裂陷盆地基底起伏,并通过调整正则化参数的值可反演坳陷盆地基底起伏.将该反演方法用于珠江口盆地惠州凹陷和运城—临汾裂陷盆地实际资料处理,其结果较好地反映了裂陷盆地基底起伏特征,为研究盆地构造、油气勘探等提供重要参考. 展开更多
关键词 裂陷盆地基底 双界面模式 重力反演 起伏观测面 全变差函数 非线性共轭梯度算法
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带地形的MT多参量二维快速模拟退火约束反演 被引量:11
19
作者 杨辉 王永涛 +1 位作者 戴世坤 张霖斌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期213-217,共5页
在井资料、地震资料等先验知识的约束下 ,采用非常快速的模拟退火算法对起伏地形的连续电磁阵列剖面(CEMP)资料进行非线性约束反演。理论模型试算表明了方法的正确性及有效性。CEMP2 6 8测线实际资料的反演补充了钻井、地震资料的不足 ... 在井资料、地震资料等先验知识的约束下 ,采用非常快速的模拟退火算法对起伏地形的连续电磁阵列剖面(CEMP)资料进行非线性约束反演。理论模型试算表明了方法的正确性及有效性。CEMP2 6 8测线实际资料的反演补充了钻井、地震资料的不足 ,提供了该区重要的生、储层——中生界的厚度及分布 ,为地质人员提供了重要的基础性数据。 展开更多
关键词 地形 MT 电磁多参量 快速模拟退火 非线性约束反演 油气勘探 电磁勘探
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基于GPU并行的时间域全波形优化共轭梯度法快速GPR双参数反演 被引量:8
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作者 冯德山 王珣 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4647-4659,共13页
探地雷达(GPR)时间域全波形反演计算量巨大,内存要求高,在微机上计算难度大.本文中作者基于GPU并行加速的维度提升反演策略,采用优化的共轭梯度法,避免了Hessian矩阵的计算,在普通微机上实现了时间域全波形二维GPR双参数(介电常数和电导... 探地雷达(GPR)时间域全波形反演计算量巨大,内存要求高,在微机上计算难度大.本文中作者基于GPU并行加速的维度提升反演策略,采用优化的共轭梯度法,避免了Hessian矩阵的计算,在普通微机上实现了时间域全波形二维GPR双参数(介电常数和电导率)快速反演.论文首先推导了二维TM波的时域有限差分法(FDTD)的交错网格离散差分格式及波场更新策略.然后,基于Lagrange乘数法,将约束问题转化为无约束最小问题,构建了共轭梯度法反演目标函数,采用Fletcher-Reeves公式与非精确线搜索Wolfe准则,确保了梯度方向修正因子及迭代步长选取的合理性.而GPU并行计算及维度提升反演策略的应用,数倍地提升了反演速度.最后,开展了3个模型的合成数据的反演实验,分别从观测方式、梯度优化及天线频率等方面,分析了这些因素对雷达全波形反演的影响,说明双参数的反演较单一的介电常数反演,能提供更丰富的信息约束,有效提高模型重建的精度. 展开更多
关键词 探地雷达 全波形反演 共轭梯度 度提升 GPU并行
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