检索结果-内蒙古大学图书馆

石油地球物理勘探 2024年第5期59卷 1058-1068页

作者：时新宇杨华臣张建中中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266061

全波形反演(FWI)能够建立地下介质的高精度速度模型。受检波器制约,海洋拖缆资料通常缺少可靠的低频成分,因此基于拖缆资料的FWI容易发生周期跳跃,导致目标函数收敛于局部极值。海底节点(OBN)资料含有比拖缆资料更丰富的低频成分,联合使... 详细信息

全波形反演(FWI)能够建立地下介质的高精度速度模型。受检波器制约,海洋拖缆资料通常缺少可靠的低频成分,因此基于拖缆资料的FWI容易发生周期跳跃,导致目标函数收敛于局部极值。海底节点(OBN)资料含有比拖缆资料更丰富的低频成分,联合使用OBN资料与拖缆资料进行波形反演,能够弥补低频缺失问题。然而,拖缆资料与OBN资料的震源子波不同,而波形反演结果受震源子波的严重约束。为此,提出一种不依赖震源子波的拖缆与OBN资料联合波形反演方法。在构建目标函数时将模拟数据和观测数据分别与对方的平均道进行褶积,以消除联合波形反演中的震源子波误差,达到不依赖震源子波的反演效果。使用Marmousi模型合成的拖缆资料与OBN资料进行了模型测试,验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：全波形反演低频拖缆海底节点不依赖震源子波

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基于VTI介质海洋CSEM和MT数据联合反演的黄海海相残留盆地深部结构研究

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1853-1865页

作者：罗鸣裴建新段双敏吴志强中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100

黄海海相残留盆地因其地层结构和深部地质构造的复杂性,一直是我国海洋地球科学的一项研究重点,虽然针对该研究区已开展了一系列的地球物理调查,但由于高速碳酸盐岩层对地震波存在着一定的屏蔽作用,致使该海域深部地震资料品质受到较大... 详细信息

黄海海相残留盆地因其地层结构和深部地质构造的复杂性,一直是我国海洋地球科学的一项研究重点,虽然针对该研究区已开展了一系列的地球物理调查,但由于高速碳酸盐岩层对地震波存在着一定的屏蔽作用,致使该海域深部地震资料品质受到较大影响.海洋电磁法不受高速屏蔽层影响,有利于获得高速屏蔽层内部及其下方的深部结构信息.海洋可控源电磁法(Controlled source electromagnetic method,CSEM)和海洋大地电磁测深(Magnetotelleric,MT)能够提供海底电性结构的互补信息,较于单一的电磁方法,二者联合可获得更为准确的海底电性分布.本文提出了基于乘积目标函数的层状垂直各向异性(Vertical anisotropic,VTI)介质海洋可控源电磁和大地电磁资料联合反演方法,该方法在迭代过程中根据数据的拟合情况自适应调整CSEM和MT数据的权重和正则化因子的权重,反演参数包括海底介质的横向电阻率、垂向电阻率和地层厚度.以南黄海地质地球物理资料为例,建立浅水环境地电模型,并结合浅水环境的高噪声背景特点进行合成数据模型测试及分析.将本文所提出算法应用于理论模型合成数据和南黄海实测资料反演,结果表明,较于单独的海洋CSEM和MT反演,联合反演方法能够较准确地重构海底地层的电性分布,提高对海底地层各向异性电阻率的分辨能力.

关键词：电阻率各向异性联合反演 CSEM MT 南黄海

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基于优化参数Adam算法的全波形反演

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地球物理学报 2023年第11期66卷 4654-4663页

作者：王倩倩宋鹏华清峰刘保华李官保王绍文都国宁中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

常规的全波形反演(FWI)计算得到的梯度往往不做优化处理,并且每次计算模型更新量时还需要额外的波场延拓计算来获取迭代步长,导致收敛效率和反演精度降低.本文将深度学习中的Adam算法引入到全波形反演中来,其可在仅付出极小计算代价的... 详细信息

常规的全波形反演(FWI)计算得到的梯度往往不做优化处理,并且每次计算模型更新量时还需要额外的波场延拓计算来获取迭代步长,导致收敛效率和反演精度降低.本文将深度学习中的Adam算法引入到全波形反演中来,其可在仅付出极小计算代价的前提下实现梯度的优化处理,由梯度直接计算出模型更新量,避免了迭代步长的计算,且能显著提升收敛效率和反演精度;同时针对Adam算法的默认参数优化和选取问题,通过数值实验系统分析了不同参数的全波形反演效果,并给出了更适合于全波形反演的优化参数.实验结果表明,相比于默认参数的Adam算法以及L-BFGS算法的全波形反演,基于优化参数的Adam算法其收敛速度和反演精度更高.

关键词：全波形反演梯度优化 Adam 参数优化

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机器学习:海底矿产资源智能勘探的新途径

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地学前缘 2024年第3期31卷 520-529页

作者：刘洋李三忠钟世华郭广慧刘嘉情牛警徽薛梓萌周建平董昊索艳慧中国海洋大学海洋地球科学学院深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心/海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237

海底蕴藏着丰富的关键矿产资源,是当前研究的热点,也是未来产业新领域。随着海洋探测技术的不断进步,海底矿产勘探的数据量和数据维数急剧增加,给数据处理与解释带来了巨大困难和挑战。面对海量数据,传统的数据解释与分析方法暴露出许... 详细信息

海底蕴藏着丰富的关键矿产资源,是当前研究的热点,也是未来产业新领域。随着海洋探测技术的不断进步,海底矿产勘探的数据量和数据维数急剧增加,给数据处理与解释带来了巨大困难和挑战。面对海量数据,传统的数据解释与分析方法暴露出许多问题。机器学习以其强大的自学能力,为无法解决或难以解决的问题提供了一系列智能分析决策方案,提高了数据分析的效率,是海底矿产资源智能勘探的新途径。近年来,机器学习在地球科学领域获得了广泛的关注和研究。为此,围绕机器学习技术应用于海底资源勘探技术,本文首先简要介绍了机器学习中经典的模型算法,然后详细阐述了机器学习在海底能源矿产和金属矿产两个方面的应用现状,最后总结了机器学习在海底矿产智能勘探领域的应用前景,指出了现有研究中存在的问题,提出了解决方案和未来的发展方向。

关键词：机器学习铁锰结核富钴结壳天然气水合物海底矿产

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南海海盆俯冲消亡机制:马尼拉海沟俯冲起始的启示

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岩石学报 2023年第9期39卷 2569-2582页

作者：占华旺索艳慧朱俊江李三忠王鹏程王光增周洁王秀娟深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237

马尼拉俯冲带作为南海东部唯一的汇聚边界,其构造特征对于探索南海的俯冲起始机制及深化理解南海海盆从陆缘张裂、海底扩张及俯冲消亡的演化全过程等科学问题具有重要意义。最新的层析成像数据表明,南海海盆的原始范围从现今的马尼拉海... 详细信息

马尼拉俯冲带作为南海东部唯一的汇聚边界,其构造特征对于探索南海的俯冲起始机制及深化理解南海海盆从陆缘张裂、海底扩张及俯冲消亡的演化全过程等科学问题具有重要意义。最新的层析成像数据表明,南海海盆的原始范围从现今的马尼拉海沟向东仍可延伸400~500km,但前人对南海初始俯冲时间存在争议,并对其俯冲起始机制的研究相对较少。基于横跨马尼拉俯冲带地震剖面资料、火成岩的年龄及平衡剖面结果,本文对其分段特征及初始俯冲时间进行了系统分析和限定。研究发现,分布于菲律宾岛的锆石年龄数据主要集中在早中新世-中中新世时期,且平衡剖面分析结果表明南海海盆在中中新世就已经开始俯冲消减。因此,马尼拉俯冲带的初始俯冲时间为早中新世-中中新世,且由南向北变新。结合南海周缘新生代板块重建结果,马尼拉俯冲带新生代的演化可划分为三个阶段:(1)古新世-早中新世,马尼拉俯冲带作为一条大型走滑断裂带或俯冲带边界存在;(2)早中新世-中中新世,在多个板块汇聚背景下,受澳大利亚板块的快速北向运动、太平洋板块的NWW向俯冲及菲律宾海板块NWW向漂移与北巴拉望微陆块(民都洛)发生碰撞的共同作用下,导致了菲律宾海盆西缘大型走滑边界开始触发马尼拉俯冲带的形成,南海开始收缩消亡;(3)晚中新世-早更新世,随着菲律宾海板块持续向北西运动,马尼拉俯冲带的北端进入碰撞造山阶段,而南部则仍处于洋壳俯冲状态。这个过程最终形成了现今的海沟-增生楔-弧前盆地(北吕宋海槽和西吕宋海槽)-火山弧(吕宋火山弧)的地貌组合。总之,南海消亡是被动消亡,因为马尼拉俯冲带属于太平洋板块动力系统,是诱发式被动俯冲所致;与苏门答腊-班达俯冲带属于印度-澳大利亚板块动力系统的主动俯冲不同,但两者形态上构成了一个东南亚环形俯冲系统。

关键词：太平洋板块澳大利亚板块菲律宾海板块俯冲机制马尼拉俯冲带南海

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南海多波束测量中水深数据异常的精细处理与成因分析

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地球科学 2025年第2期50卷 535-550页

作者：陈星铨朱俊江朱庆龙焦钰涵丁小笑刘政渊丁咚贾永刚李三忠刘永江中国海洋大学海洋高等研究院和海洋地球科学学院深海圈层与地球系统前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237 中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

高分辨率的海底多波束地形数据广泛应用于海洋测绘、深海调查、海底勘探等海洋研究和资源开发领域.多波束系统海上测量时受海况的复杂性以及海洋噪声等因素的干扰,严重影响了数据的质量,消除数据中的各种异常能够还原真实的海底地形,对... 详细信息

高分辨率的海底多波束地形数据广泛应用于海洋测绘、深海调查、海底勘探等海洋研究和资源开发领域.多波束系统海上测量时受海况的复杂性以及海洋噪声等因素的干扰,严重影响了数据的质量,消除数据中的各种异常能够还原真实的海底地形,对研究海底精细地貌及解释具有重要意义.依托“东方红3”号科考船搭载的EM122多波束系统,近年来在南海北部采集了大范围的深水多波束数据,通过对数据的精细处理和分析,在水深数据中发现并识别了5种典型的异常.根据异常在地形图中的几何形态和异常点在二维测深点云数据中的离散特征,本研究解释和命名为地形褶皱弯曲异常、点状异常、线状异常、放射状异常、空白区异常5类.对5类异常使用不同的滤波方式能够很好的消除异常数据,使用条带滤波或子区滤波处理线状异常、使用子区滤波处理点状异常和放射状异常、通过折射编辑器校正处理地形褶皱弯曲异常、使用插值法处理空白区异常.对采集的多波束数据经过交互式滤波处理,很好地消除了多波束测量中存在的异常数据,为进一步对海底地形地貌的解释和分析提供了强有力的支撑.

关键词：深水多波束系统水深数据异常多波束数据处理条带滤波子区滤波南海海洋地质

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利用K-SVD字典学习算法压制海洋大地电磁噪声

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地球物理学报 2022年第5期65卷 1853-1865页

作者：封常青李予国吴云具段双敏中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237

海洋大地电磁数据处理的结果会影响数据反演和解释的准确性.在浅水中,由海浪引起的强电磁干扰和大地电磁场叠加在一起,使得噪声所在频段内的视电阻率和相位曲线出现畸变.针对这种强干扰,本文将K-SVD字典学习算法应用于海洋大地电磁信号... 详细信息

海洋大地电磁数据处理的结果会影响数据反演和解释的准确性.在浅水中,由海浪引起的强电磁干扰和大地电磁场叠加在一起,使得噪声所在频段内的视电阻率和相位曲线出现畸变.针对这种强干扰,本文将K-SVD字典学习算法应用于海洋大地电磁信号处理中,通过稀疏表示海浪感应磁噪声实现大地电磁磁场信号的重构,并结合视电阻率信息进行相位校正.仿真数据和南黄海实测数据的处理结果表明,该方法能够有效压制海浪感应磁噪声,恢复后的视电阻率和相位曲线更加连续、光滑.

关键词：海洋大地电磁海浪感应磁噪声 K-SVD字典学习相位校正

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时空域同步挤压小波变换联合面波压制方法

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地球物理学报 2022年第9期65卷 3569-3583页

作者：林浩然邢磊刘怀山李倩倩张洪茂中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

面波是影响地震资料品质的主要因素之一,压制面波干扰是地震资料处理的重要步骤之一.传统的面波压制方法在时频分辨率以及处理结果的信噪比方面存在固有缺陷,不利于面波能量的压制.本文将同步挤压小波变换推广至一维空间域,并提出了一... 详细信息

面波是影响地震资料品质的主要因素之一,压制面波干扰是地震资料处理的重要步骤之一.传统的面波压制方法在时频分辨率以及处理结果的信噪比方面存在固有缺陷,不利于面波能量的压制.本文将同步挤压小波变换推广至一维空间域,并提出了一种使用时域和空域同步挤压小波变换联合压制面波干扰的新方法.该方法首先利用时域同步挤压小波变换分离原始地震记录中的面波,为减少分离过程可能对低频有效信号造成的损伤,将初次分离出的低频数据体进行空域同步挤压小波变换,得到空间波数谱,确定面波区域并对该区域同步挤压小波系数充零,压制面波干扰,提取有效信号,将提取出的有效信号重构结果叠加到已分离面波的地震记录中,实现对面波干扰的联合压制.理论和实际资料处理表明,时域同步挤压小波变换和空域同步挤压小波变换联合方法能在有效压制面波干扰的同时,极大程度减少了对有效信号的损害,提高了地震资料的信噪比.

关键词：时空域同步挤压小波变换面波压制

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基于光流矢量行波分离的相关加权逆时偏移成像

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地球物理学报 2022年第6期65卷 2260-2275页

作者：解闯宋鹏邹志辉谭军王绍文赵波中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100

逆时偏移由于基于双程波方程进行波场延拓,应用互相关成像条件所得到的成像结果中包含了大量的低波数噪声.基于Poynting矢量行波分离的逆时偏移方法虽可有效压制这些噪声干扰,但其也存在Poynting矢量计算不稳定、行波分离精度不高以及... 详细信息

逆时偏移由于基于双程波方程进行波场延拓,应用互相关成像条件所得到的成像结果中包含了大量的低波数噪声.基于Poynting矢量行波分离的逆时偏移方法虽可有效压制这些噪声干扰,但其也存在Poynting矢量计算不稳定、行波分离精度不高以及各行波分离成像剖面叠加权重难以确定等问题.本文基于光流矢量实现了震源正时波场和检波点逆时波场的高精度分离,分别得到了左上、左下、右上、右下四个方向的行波,进而由正时和逆时波场的每两个行波互相关得到16个成像剖面;在此基础上,将这16个成像剖面分别与参考剖面做相关计算,并将相关值作为权重分别赋予各成像剖面,最终实现了基于光流矢量行波分离的相关加权逆时偏移成像.理论模型数据与实际资料试算表明:相比于常规基于Poynting矢量行波分离的逆时偏移方法,本文方法可更精确、稳定地实现震源波场和检波点波场的行波分离,同时该方法采取的相关加权成像方式,避免了人为取舍或仅赋予各波场成像剖面经验权重的缺陷,有效提高了逆时偏移的成像精度.

关键词：逆时偏移行波分离光流矢量相关加权

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基于QHAdam梯度优化算法的最小二乘逆时偏移

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地球物理学报 2022年第7期65卷 2673-2680页

作者：王绍文宋鹏谭军解闯赵波毛士博中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100

最小二乘逆时偏移(LSRTM)通常基于梯度类算法,经过几十次甚至上百次的迭代得到最终的成像剖面,然而常规最小二乘逆时偏移其在迭代过程中,所求梯度通常不做优化处理,导致最小二乘逆时偏移的收敛效率和成像精度不高,并且每次迭代的模型更... 详细信息

最小二乘逆时偏移(LSRTM)通常基于梯度类算法,经过几十次甚至上百次的迭代得到最终的成像剖面,然而常规最小二乘逆时偏移其在迭代过程中,所求梯度通常不做优化处理,导致最小二乘逆时偏移的收敛效率和成像精度不高,并且每次迭代的模型更新处理还需付出1~2次的波场延拓计算代价来获取迭代步长.本文将深度学习中的优化算法QHAdam引入到传统时间域最小二乘逆时偏移计算中,可在付出极小计算代价的前提下,直接获得优化的模型更新量,同时避免了迭代步长的求取.Marmousi模型实验结果显示,相比于常规最小二乘逆时偏移算法,基于QHAdam梯度优化算法的最小二乘逆时偏移其收敛效率和成像精度更高,且由于减少了迭代步长的求取步骤,其也具有更高的计算效率;相对于基于Adam算法最小二乘逆时偏移,本文方法也具有更高的收敛效率和收敛精度.

关键词：最小二乘逆时偏移梯度优化 QHAdam 深度学习

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