摘要：利用精确的红外大气辐射传输计算模型KCARTA,模拟计算了光谱分辨率、通道光谱响应函数、光谱定标精度、大气倾斜路径和表面发射率对高光谱观测亮温的影响.正演计算的结果表明:1)提高光谱分辨率明显增加了可探测的大气亮温;2)各种内、外部因素的变化对高光谱仪器将产生远较低光谱仪器更大的观测亮温差.本研究可为我国高光谱大气探测仪器的设计以及高光谱大气探测反演算法研究的开展提供科学的参考依据.

摘要：随着地震勘探开发的不断深入和发展,地震勘探的主战场逐渐向复杂地区转移.复杂地区既指地表条件复杂的地区,也指地下地质构造和地层条件复杂的地区,这些都对地震勘探提出了新的挑战和更高的要求.地震正演模拟正是开展此类问题研究的一个重要手段和方法.目前市场上具有正演模拟功能的软件大多是根据射线理论采用射线追踪的方法来完成正演模拟的,这种方法不能很好地反映地震波的动力学特征,特别是在复杂地区难以得到正确的结果.本文利用高阶有限差分有效克服了常规有限差分算法求解波动方程的频散问题,并以高效的OpenMP并行计算模式进行了并行优化,较大程度上提高了正演计算的速度和精度;同时实现了二阶Higdon边界条件,改善了边界吸收效果;也在一定程度上提高了计算速度.塔中地区主要目的层埋藏深,逆断层发育,地震反射特征复杂,增加了地震勘探的难度.本文依据该地区的地质模型,利用波动方程正演技术论证了该地区的地震采集观测系统,为该区地震采集观测系统的设计提供了科学依据.

摘要：探地雷达技术现已广泛应用于盾构隧道的病害检测中,然而隧道衬砌内钢筋产生的多次波反射,给雷达数据的解释带来了极大困难。文章基于对盾构隧道常见病害的研究实例,采用Gpr Max2D软件对隧道衬砌壁后注浆不均和隧道管片存在裂缝的两种典型工况进行了探地雷达正演模拟,应用一致性消除法处理模拟数据,有效压制了隧道衬砌正演模拟中钢筋多次波的影响,成功获取了上述两种典型工况下的雷达图像特征,验证了该方法的有效性。

摘要：依据地质、地震资料设计了地震地质模型,模拟了在煤层缺失、剥失、分叉、合并等情况下反射波振幅、频率等地震属性;同时讨论了这些属性对不同煤层厚度灵敏度.结果表明,当煤层厚度为0-8m时,振幅、频率地震属性与煤层厚度之间存在一单调非线性关系;当煤层厚度为8-13m时,只有频带宽度作为煤层厚度预测唯一参数;当煤层厚度大于13m时,根据煤层顶、底板反射波旅行时与速度预测煤层厚度.

摘要：设计了在煤层截面上长轴大小分别为80、50、25和15 m的4个陷落柱,其空间形状不规则、顶部发育高度不等,利用三维地震单程声波方程对4个陷落柱进行了正演模拟,对其中一条典型剖面开展了二维地震正演模拟(包括单炮和平面波),并对陷落柱的二维地震与三维地震模拟剖面进行了对比分析。结果表明:相对于二维地震正演模拟而言,陷落柱三维正演模拟反映的陷落柱边界清晰,与实际大小相符,且对小陷落柱的识别能力有一定的提高。

摘要：针对公路路基浅层疏松病害的快速检测,建立充气和充水状态下的多孔型疏松病害模型,并进行雷达波形正演模拟,研究多孔型疏松病害地质雷达响应特征,采用剔除直达波和信号增益的方法加强地质雷达图像特征,并利用复信号技术提取疏松病害的相位、频率和振幅等瞬时属性特征.研究结果表明:对于路基疏松病害,通过分析瞬时振幅图像和单道波瞬时振幅波动,可判断出疏松病害的上界面和结构层界面信息;基于瞬时相位图像,可判断出疏松病害的尺寸、界面信息;根据瞬时频率图像和单道波瞬时频率,以判断出疏松病害下界面位置,且通过现场实例进行可靠性验证,通过复信号处理后瞬时频率剖面存在明显异常,和现场揭露的结果一致.研究成果可为道路病害的智能识别和快速判识提供理论参考.

摘要：在弹性波频率空间域有限差分数值模拟方面,差分网格及边界条件是影响弹性波模拟成功与否的关键,为了压制数值模拟中的网格频散,采用25点有限差分算子,建立了有限差分矩阵方程,且借鉴匹配层衰减边界条件思想,设计了弹性波频率空间域有限差分数值模拟算法。由于采用高阶有限差分法来提高差分格式的精度,将会导致计算量显著增加,为此,对频率空间域有限差分弹性波数值模拟方法,采用流水线技术与分治策略进行了并行算法研究,提高了计算效率,使得在合理的计算时间内更精确地模拟弹性波在弹性介质中的传播过程。

摘要：近年来,全球海上油气勘探热点逐渐由浅水走向深水,而地震资料采集和处理是制约深水油气勘探的重要因素.以往资料表明,受采集观测系统的影响,深水盆地陡坡带的地震成像效果往往较差,对边界断层和下伏地层产状的认识造成严重影响.本文根据巴布亚盆地某深水工区实际数据,构建典型深水陡坡带地质模型,通过地震波场正演模拟方法对陡坡带地震采集的观测方式进行优化.结合基于波动方程的单炮照明和多炮照明组合等地震照明方法对目标层进行照明分析,探索影响陡坡带深大断层和上、下盘地层成像效果的原因.最后通过局部炮集数据进行叠前深度偏移处理,进一步验证波场正演模拟和照明分析指导观测系统优化设计的有效性.波场正演模拟和照明分析结果表明,对于拖缆式地震采集,采用左侧激发、长排列接收方式对深水陡坡带成像具有相对较好的效果.

摘要：应用高阶旋转交错网格的有限差分法,求解了基于一阶的速度-应力弹性波方程,推导了时间二阶精度空间2M阶精度的高阶有限差分离散格式.为了提高弹性波正演模拟效率,论文探讨了常规的CPU串行计算、基于GPU平台的节点并行计算、基于GPU平台的分量、节点同时并行的3种正演模拟计算模式,给出了不同算法的流程示意图.通过对比3种算法的耗时及后两种算法的加速比,可清晰判定,基于GPU平台的节点并行算法较CPU平台的串行算法有明显加速,最大加速比可达到60倍,而基于分量、节点同时并行算法的最大加速比最大可到180左右,加速效果更为明显.最后应用Marmousi模型的15000次时间步迭代的正演计算,基于分量、节点GPU并行算法大约是节点并行计算耗时的1/3,说明了该并行设计能有效提高弹性波正演模拟的效率,节约计算耗时.

摘要：通过对三维波动方程的显式差分法的研究,并对模小于1.0的稳定性约束作线性化处理时引入加权因子,提出了一个基于二次规划方法的一维显式短算子设计方法。与以往的显式算子设计方法的不同之处,在于对传播区内算子的模也引入了最大值限制,这样可更严格地保证深层波场延拓的稳定性。同时,给出了基于一维显式算子及McClellan变换的三维波场深度延拓方法,大大减少了计算量,提高了计算速度,并能更好地处理介质横向非均匀性。