摘要：为推进大地电磁三维反演的实用化,本文实现了基于L-BFGS算法的带地形大地电磁三维反演.首先推导了大地电磁法三维反演的Tikhonov正则化目标函数以及Hessian矩阵逆矩阵近似表达式和计算方法,然后设计了一种既能保证空气电阻率固定不变又能保证模型平滑约束的协方差矩阵统一表达式,解决带地形反演问题.在反演算法中采用正则化因子冷却法以及基于Wolf条件的步长搜索策略,提升了反演的稳定性.利用开发的算法对多个带地形地电模型(山峰地形下的单个异常模型、峰-谷地形下的棋盘模型)的合成数据进行了三维反演,并与已有大地电磁三维反演程序(ModEM)进行对比,验证了本文开发的三维反演算法的正确性和可靠性.最后,利用该算法反演了华南某山区大地电磁实测数据,得到该区三维电性结构,揭示了研究区以高阻介质为基底,中间以低阻不整合面和相对低阻介质连续分布,浅部覆盖高阻介质的电性结构特征,进一步验证了本文算法的实用性.

摘要：针对起伏地形环境下紫外光非直视通信路径损耗大、站点选址难的问题,提出了基于数字高程模型(DEM)的紫外光非直视传输的最佳收、发仰角求解方法。依托紫外光非直视单次散射模型,研究了路径损耗与收、发仰角之间的关系。针对不同地形原始DEM数据,通过插值提高分辨率,并提出了切线传输方案。采用顺序遍历法对收、发端位置及仰角变化对通信系统路径损耗的影响进行了研究。仿真结果表明,路径损耗在[10°,80°]收、发仰角区间内为增函数。在使用反距离加权插值法提高数据分辨率后,路径损耗值相较原始数据分别降低了0.014 dB、0.043 dB和0.385 dB。当按切线传输方案布设时,通信系统路径损耗值最小,设计的仿真程序可为收、发端站点科学布设提供支持。

摘要：固定点源激电测深(FPS)是一种有效的激发极化测深勘探方法,但在数据解释中,常规的定量解释法只适应较为简单的地电条件,在起伏地形条件下其解释效果会受到较为明显的影响。针对常规的定量解释方法所存在的不足与缺陷,这里从有限单元法正演模拟入手,采用最小二乘法进行反演计算,实现了在起伏地形条件下的对地电模型进行模拟计算,并将圆弧交汇-相对强度计算结果与最小二乘反演计算结果进行对比。结果表明:最小二乘反演方法能适应起伏地形对模型进行反演计算,其反演效果优于圆弧交汇-相对强度法计算结果。

摘要：复电阻率法以岩、矿石的频谱参数特性为勘探依据,多种参数的组合解释能为评价异常源的性质提供更为丰富的信息。但其反演问题一直没有得到较好地解决,已经严重地影响和制约了该方法的应用和发展。本文由频率域电磁场的偏微分方程出发,结合Cole-Cole数学模型进行公式推导,并利用有限单元法实现了复电阻率2.5维正演模拟,能够计算起伏地形条件下包含电磁效应的复电阻率响应。在此基础上,提出了利用多个排列的视电阻率和视相位数据的复电阻率反演方法,并在反演方程中加入了Occam法的光滑模型约束,能够对复电阻率参数直接进行大规模的全区反演,有效减弱了SIP反演中欠定性严重的问题。通过理论模型的反演算例表明,该方法能够快速、准确地反演出二维地质断面上所有单元的4种复电阻率参数,从而验证了该反演算法的正确性与稳定性。

摘要：[目的]研究计算起伏地形日照时数的方法,为农业作物布局、日光温室设计服务。[方法]选择户子沟为试验点,实地测量周围起伏地形的仰角、方位角、时角等,绘制太阳视轨道图,应用太阳视轨道方程,计算出晨蔽、昏蔽太阳高度角,进而计算出日照时数。[结果]在周边起伏地形的影响下,4~9月户子沟日照时数为1 069.3 h,仅为平地的71.3%。[结论]应用太阳视轨道方程计算起伏地形的日照时数可提高光能利用率,为农业生产服务。

摘要：目的以中原丘陵地带某天然气管道清管过程为依据,针对起伏地形清管过程中的管内流动状态变化,明确天然气清管过程中的管内流型变化,并根据积液量提出清管时间。方法通过OLGA软件揭示清管过程中管内流动参数的变化过程,并提出相应的清管周期。结果清管器在上行过程中会导致入口处的压力和温度略有增大,而越过高点时,速度迅速增大,引起入口压力和温度迅速下降,当达到最低点时,清管器前积液量达到最大值。同时出口处出液速率与清管器运行时间呈幂指数增大,通过积分可得出总出液量为333 m3,与实际结果相吻合。对于天然气管线来说,对管内积液量影响最大的因素为气相流速,其次为起伏角度,最后为液相流速。结论由于清管后天然气稳定运行60天后管内积液量达到最大值,因此建议在20天积液量为100 m3时进行清管,同时设计末端容器体积裕量为1.2。

摘要：基于海底管道的检测数据,讨论了起伏地形对传统侧扫声呐探测结果的影响,为起伏地形条件下应用侧扫声呐探测海底管道的调查方案设计、探测精度优化提供参考。研究表明:海底管道周边存在的冲刷槽以及堆积体等复杂地形对侧扫声呐探测有遮挡效应,测量过程中需控制拖体与目标物的相对位置,保证有效覆盖,避免漏测;根据区域地形分布特征,海底跟踪时通过手动设置符合整体地形走势的水深值,忽略小规模起伏地形对拖体高度取值的影响,可有效降低斜距改正后平面位置偏离及目标物的形态畸变;分析了地形起伏的影响因素(k)对海底管道出露及悬空高度计算结果的影响,通过几何近似和简化,提出了海底管道出露及悬空高度计算结果改进方法,并应用该方法对已知管径的海底管道进行了验证,修正后管径反演值的绝均差和均方差都减小为原来的10%左右,可供侧扫声呐数据解释借鉴。

摘要：利用体积分方程实现了起伏地形三维电场的正演模拟。首先推导了起伏地形条件下的积分方程,在求解电并矢格林函数积分这一关键问题时,将其分解为一次电流项、一次电荷项和二次项;随后进行了模型试算,结果表明电场在地形和地下不均匀体处均有异常出现。

摘要：在大地电磁(MT/AMT)中,当浅地表存在小尺度的局部异常体时,在其附近的测点会产生电磁场畸变,导致观测阻抗和区域阻抗之间产生较大的偏差,进而给反演带来困难。阻抗张量分解可以用来减小局部异常体所导致的畸变影响,进而获得更为符合实际情况的区域构造信息,因此对局部异常体和起伏地形所造成的畸变规律的研究,对大地电磁数据处理具有非常重要的意义。这里利用基于非结构化网格的大地电磁正演程序进行正演模拟计算,设计了一个二层介质模型,将其计算结果作为区域电磁场响应信息,同时将存在局部异常体和地形起伏时的计算结果作为观测数据,进而求解电磁场畸变矩阵。通过设置具有电性参数差异的局部异常体以及起伏地形模型,研究其对电磁场所导致的畸变影响。研究结果表明,对于类似模型在研究的频率范围内,具有电阻率差异的局部异常体和地形起伏将会导致电场数据产生较严重的畸变,而磁场在该频段几乎不受畸变影响;在高频段电场畸变矩阵不能简单地认为是实数,其虚部数值较大,畸变矩阵性质更为复杂,且与频率相关。

摘要：为了保证天然气管道系统设计方案的经济、安全、合理性,通过分析影响天然气长输管道总费用的各种因素,建立了复杂地形条件下天然气长输管道参数优化设计数学模型。在该模型中以管道系统建设时的一次性投资和在使用年限中所付出的总经营费用之和为目标,考虑管道系统的强度约束、稳定性约束、压气站进站气压约束以及参数约束等条件,并采用组合形方法进行求解,对我国山区复杂地形长输管道的优化设计有重要的指导意义。