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期刊信息/Journal information
地球物理学进展
地球物理学进展

刘光鼎

双月刊

1004-2903

prog@mail.igcas.ac.cn；geophys@163.com

010-82998113，010-62369620

100029

北京市9825信箱（朝阳区北土城西路19号中科院地质与地球物理研究所）质与地球物理研究所办公楼113号）

地球物理学进展/Journal Progress in GeophysicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国科学院主管，中国科学院地质与地球物理研究所和中国地球物理学会共同主办的地球物理学及相关领域的综合性学术刊物，国内外公开发行。主要报道国内外地球物理学研究的最新进展和成果，探讨地球物理学的发展战略，评价地球物理学科的现状和发展趋势。刊登有创新性或意义重大的研究论文、专论、综述、快报和其他文章。本刊为《中文核心期刊要目总览》2004版之地球物理类核心期刊，中国科技论文统计与引文分析数据库(CSTPC)核心期刊，中国科学引文数据库（CSCD)核心期刊。本刊影响因子和总被引频次等指标均居同类期刊前列。本刊内容新颖，信息量大，是迅速、准确反映我国地球物理学科整体发展水平的代表性刊物之一。面向从事地球物理、高空及大气科学等研究领域及油气勘探、固体矿产资源探查、环保、工程、国防等部门的广大读者和大专院校师生，是从事地球物理和相邻学科研究的案头必备刊物之一。投稿可进入本刊 登记注册后按指定路径投稿。
正式出版
收录年代

    联合时序InSAR技术和CS-Elman神经网络的板子沟地表形变监测与预测模型性能的评估

    陈跨越王保云
    1003-1016页
    查看更多>>摘要：汶川县板子沟受2008年5月12日Ms8.0大地震影响,造成沟谷内松散物源堆积,近年来滑坡、泥石流灾害频发.针对板子沟地质结构复杂且缺乏有效监测和预测自然灾害等问题,该研究提出一种联合InSAR技术和布谷鸟搜索算法改进Elman(Cuckoo Search-Elman,CS-Elman)神经网络的预测模型来对板子沟地区进行地表形变监测和预测.首先采用SBAS-InSAR和PS-InSAR技术处理覆盖板子沟的22景C波段Sentinel-1A数据,获取地表形变监测值.其次,利用相关性矩阵分析从高程等12个评价因子得出最优评价因子,从多因子角度结合地表形变监测值构建CS-Elman 预测模型.最后,通过对比实验分析CS-Elman模型的合理性和优越性.结果表明:(1)SBAS-InSAR和PS-InSAR技术监测同名点雷达视线(Line of Sight,LOS)向形变速率之间的相关系数R2=0.91,具有较高的相关性,证明了两种技术联合分析的可行性;(2)分别选取训练样本数为198、298、398和498,得到CS-Elman 模型的预测值与InSAR技术的监测值之间的最大绝对误差分别为11.314 mm、6.188 mm、3.763 mm和2.191 mm,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、均方误差(Mean Squared Error,MSE)、均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)和平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)也均为样本数为 498 时最小,分别为 0.895 mm、1.712 mm、1.308 mm和5.55％;(3)随机选取518个样本数据,CS-Elman模型的 MAE、MSE、RMSE 和 MAPE 分别为 1.206 mm、2.052 mm、1.432 mm 和 6.09％,各项指标均优于 Elman模型,验证了 CS算法能够有效提高Elman模型的预测精度;(4)通过与GA-BP、CS-SVM模型的对比,验证了CS-Elman模型在地表形变预测中的精度更高,该方法可作为板子沟长时间形变监测和预测的有效手段.

    小基线集合成孔径雷达干涉测量永久散射体合成孔径雷达干涉测量布谷鸟搜索算法Elman神经网络形变监测预测分析泥石流自然灾害

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    基于地震背景噪声的陕西省地下水位变化监测

    眭怡周元泽
    1017-1025页
    查看更多>>摘要：基于背景噪声的地震波速变化来监测地下水位变化是一项有益的尝试.本文收集了渭河和汉江流域多个地震台连续记录,基于背景噪声相关函数分析提取了地震波速变化,分析了地震波速度变化与降水量和地下水位调整之间的关系.研究发现:(1)地震波速变化有明显的时变特征,且在一定的延迟下,与区域降水过程有较明显的相关性;在空间上,海拔高地区由于持续性水位调整所致相应的地震波速变化明显,而河谷地区由于相对稳定的水位变化,地震波速变化相对较小;同时,陕西整体降水量的南北差异,在地震波速变化峰值上也有体现:汉江流域各地震台的速度变化整体略高于渭河流域;(2)结合两组地下水监测和地震观测给出的水位和波速变化情况,地下水位变化与地震波速度变化之间存在差异性延迟,特别是安康水库的存在导致相应台站的dv/v变化幅度较小且时间延迟量较大.

    背景噪声地下水位相关函数渭河流域汉江流域降水量

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    磁异常及其磁梯度数据自结构约束反演方法及在煤田火烧区勘查的应用

    马国庆马生玮李丽丽蔡锦...
    1026-1037页
    查看更多>>摘要：随着航磁测量技术的发展,航磁可以开展原始场以及梯度场的测量,梯度场具有更高的分辨率,因此其组合测量得到广泛应用.为了有效提取出地下地质体高分辨率的物性结构,基于磁及磁梯度来获取更高分辨率结果,开发了自结构约束磁及磁梯度协同反演方法,其利用单分量数据的反演结果作为不同参量数据联合反演的结构约束项,从而有效以不同数据的分辨率特征为约束来获得更加准确的结果.此外,基于非结构四面体网格具有良好的地形和非规则地质体的适用性以及分辨率的优势,建立了基于非结构四面体网格的协同反演方法.模型试验表明,非结构四面体网格的协同反演方法对于地下场源恢复的精度更高.并将该方法用于活鸡兔井火烧去边界的刻画,通过两次航磁测量表明,该火烧区依然处于燃烧状态且以约0.5 m/天的速度在水平方向和竖直方向发展.

    磁及磁梯度协同反演非结构网格自结构约束反演航磁测量火烧区

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    基于相约束的页岩总有机碳含量地震反演方法研究

    杨光胡佳张红杰王云鹤...
    1038-1047页
    查看更多>>摘要：页岩中总有机碳(TOC)含量的地震预测,对页岩油气的甜点评价以及页岩的勘探开发具有重要意义.本文以中国东部某盆地某区块页岩研究为例,探讨了页岩有机碳含量TOC预测的难点和存在的问题,并针对性提出了一种基于相约束的页岩总有机碳含量地球物理预测技术和方法.该方法首先对测井数据的岩相分类、纵横波速度、密度、TOC、和泥质含量等信息进行分析,研究对优质页岩岩相以及地质甜点参数TOC敏感的弹性参数.根据纵、横波速度、密度表征的弹性阻抗方程,建立起甜点参数,优质页岩相和弹性阻抗间的关系.通过页岩TOC、优质岩相与敏感弹性参数的先验分布特征,通过贝叶斯理论框架,建立起基于相约束和敏感弹性参数联合约束的TOC后验概率分布,并通过最大化概率算法,实现页岩总有机碳含量地震反演预测.该方法通过相约束有效的提高了的反演结果的准确率,并且与实测结果吻合度较好,为页岩地质甜点进一步地震评价提供了可靠的技术.

    页岩储层相约束总有机碳含量地震反演

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    基于非结构有限元电各向异性介质井-地激发极化法响应特征研究

    张俊可周磊王新宇谢兴兵...
    1048-1061页
    查看更多>>摘要：井中激发极化法因其具备工作效率高、勘探效果好,在深部找矿、油气资源勘查和水资源勘查中得到了广泛应用.目前井-地激发极化法的相关研究均是将地下介质假设为各向同性,但是实际地球介质的电性特征表现为各向异性,此时基于各向同性模型的传统成像及反演成像技术就不再适用于各向异性数据的处理解释.为分析各向异性特征对井-地激发极化法的影响规律,本文基于有限单元法开展不同主轴方向的电导率、极化率各向异性正演算法研究,从点源场满足的偏微分方程和边界条件得出异常电位法下的稳定电流场的边值问题和变分问题,实现各向异性介质的井地激发极化法的三维正演模拟.通过对复杂三维各向同性模型和三维各向异性模型的测试与对比,验证了算法的有效性与正确性.构建典型各向异性地质模型分析了不同主轴方向的电导率、极化率各向异性异常体对井-地激发极化响应的影响.结果表明x主轴电导率各向异性导致视电阻率响应值增大其视极化率响应增强,y轴和z轴电导率各向异性时视极化率均表现出较强敏感度;x轴极化率各向异性导致异常体的视极化率响应减弱而y轴和z轴方向极化率各向异性变化不敏感;y轴方向和z轴方向电导率、极化率各向异性时,视极化率响应变化敏感度低,x轴方向的响应变化比较敏感.该研究不仅有利于理解各向异性对井中激电的影响规律,而且可以为考虑各向异性的井中激电资料的数据解释提供理论支撑.

    井-地激发极化法各向异性有限元异常电位法三维正演

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    基于小波伽辽金法的大地电磁二维数值模拟

    程子煜熊彬陈汉波陆裕国...
    1062-1069页
    查看更多>>摘要：大地电磁法因其勘探深度大、成本较低,广泛运用于深部地质构造、矿产、水文地质等勘查活动中.为了实现快速、稳定的大地电磁反演,采取高效的正演技术是关键.本文利用Daubechies小波的性质,介绍了一种以Daubechies小波尺度函数作为伽辽金法基函数的大地电磁二维正演算法,并应用不完全LU分解的双稳定共轭梯度算法求解方程组,提高了求解的效率.通过设计典型的地电模型进行正演计算,与有限元法数值解对比.对比结果表明,采用小波伽辽金法进行大地电磁二维正演是可行、有效的.本文所提出的算法具有良好的通用性,可推广应用于求解其他电磁法数值模拟问题.

    大地电磁小波伽辽金法Daubechies小波尺度函数正演

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    基于改进布谷鸟搜索算法的矿震震源定位方法研究

    马技刘彩霞丁琳琳
    1070-1080页
    查看更多>>摘要：矿震震源定位精度对于矿山监测十分重要,为进一步加快算法的收敛速度,提升算法的稳定性,提高定位的准确度,提出一种基于改进布谷鸟搜索算法的震源定位算法(ICS).该算法首先利用差值绝对值得到目标函数,然后在布谷鸟搜索算法的基础上,通过引入基于自适应度调节的步长比例因子和动态变化的发现概率,以改进选取鸟巢位置的方式,最后使用改进布谷鸟搜索算法对目标函数寻优求解.通过模拟实验比较可得,当速度在±1％、±3％和±5％的范围内浮动时,ICS算法的定位精度均高于原始布谷鸟搜索算法(CS)、海鸥优化算法(SOA)、灰狼优化算法(GWO)和非线性最小二乘法(NLS),相同情况下,ICS算法比原始CS算法的收敛速度提升52％.通过对内蒙古某煤矿的微震事件进行定位分析,ICS算法的定位误差由原始CS算法的40.1 m下降为23.3 m,定位精度提高了 42％.验证了 ICS算法具有更高的准确性和更快的收敛性.

    矿震差值绝对值布谷鸟搜索算法自适应调节步长动态变化概率定位

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    灰岩纵横波声速与能量各向异性关系实验研究

    贾玲龙伍东武宏亮刘鹏...
    1081-1088页
    查看更多>>摘要：随着油气勘探开发逐渐深入到薄层、致密层等复杂非常规储层,利用垂直井开采导致的高投入和低产出问题日益突出.为解决这一问题,水平井技术得到越来越广泛的应用.然而,水平井旁往往存在非均匀体,导致井旁地层具有明显的各向异性,从而使储层的声学属性参数测量和评价结果与实际存在显著差异,影响储层评价的精度.本研究以声传播理论为基础,制备了 5块含明显非均匀层的灰岩方形岩心进行各向异性测量实验,分析了非均匀层对纵、横波速度及能量的影响,计算并探讨了声波速度与声波能量各向异性系数及内在的关联性.结果表明,5块岩心的声波速度各向异性系数在0.855～0.894范围内,声波能量各向异性系数在0.6208～0.8134范围内,揭示了岩心的明显各向异性特征,与岩心观察结果吻合;另外,每块样品的纵波与横波速度各向异性系数近似相等,且纵横波速度各向异性系数与纵横波能量各向异性系数之间存在良好的线性相关性.本研究结果可为进一步开展水平井声波测井各向异性校正方法与储层评价方法研究提供指导与参考.

    声波各向异性声波能量声波速度水平井

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    基于局部加密的非结构化网格SNMR方法二维Occam反演研究

    詹林潘剑伟高健张成丽...
    1089-1101页
    查看更多>>摘要：地面核磁共振(SNMR)方法作为一种能直接探测地下水的方法,对地下含水层有着较高的探测灵敏度.传统的SNMR反演能在一定的深度范围内获取含水量的层位分布信息,但在有限脉冲激发下,对含水边界的分辨能力具有局限性.为了克服上述问题,实现对含水构造边界分布特征探测能力的提升,本文首先采用数值模拟方法,建立古河道、含水断层和富水岩溶三种地球物理模型,并对模型进行非结构化网格剖分及局部加密的非结构化网格剖分,对比分析其各自在最小模型约束及方向约束下的Occam反演成像效果.然后,通过青藏高原的一处场地试验,对数值模拟进行了验证;结果表明,对高含水量区域进行非结构化网格的局部加密,能够有效提升含水构造边界特征的分辨能力,同时结合先验信息进行方向约束,可以得到更为准确的反演结果.

    地面核磁共振局部加密非结构化网格Occam反演方向约束

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    强反射背景下缝洞体反射特征分析及识别

    熊艳梅王欣语朱博华
    1102-1110页
    查看更多>>摘要：塔里木盆地奥陶系发育碳酸盐岩缝洞型储层,当缝洞体离T74强反射层较近时,背景强反射与缝洞体反射叠加,缝洞体准确识别难度较大.针对这一问题,本文开展了基于匹配追踪算法的强反射分离方法研究,重点针对分离系数优选,提出了基于振幅趋势校正的分离系数计算方法,有效识别和分离上覆强反射,突出"串珠状"反射特征,提高缝洞体预测精度.首先分析了强反射背景下缝洞体地震反射模式,明确了缝洞体理论地震反射特征;然后基于此模式,建立地质模型,开展地震正演模拟及特征分析,采用基于振幅趋势校正的分离系数计算方法,更加准确地分离强反射层,突出下伏缝洞体地震反射特征,验证了方法的有效性和合理性;最后开展了塔里木盆地实际资料的强反射分离和缝洞体识别,取得较好的应用效果.本文提出的方法能有效地削弱上覆强反射层的影响,提高缝洞体识别精度,有效支撑井位靶点部署和油气突破.

    匹配追踪参数优化分离系数强反射分离缝洞体模型测试

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