探地雷達(GPR)因其操作方便、工作效率高、具有描繪復(fù)雜近地表結(jié)構(gòu)能力等特點,而被諸多行業(yè)青睞并應(yīng)用于環(huán)境,水文和工程地球物理中。常規(guī)的探地雷達成像主要依賴于對雷達信號進行常規(guī)的處理和偏移等,通過利用雷達反射波信息,獲得能夠反映出地下異常體和地層界面位置的雷達剖面圖。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,探地雷達的應(yīng)用范圍越來越廣,對探地雷達的技術(shù)要求也越來越高,探地雷達成像不滿足于僅獲得界面位置,研究逐漸向能夠獲得地下具體電性參數(shù)的反演方法發(fā)展。傳統(tǒng)的探地雷達層析成像方法基于射線追蹤理論,如走時反演和第一周期最大振幅反演。基于上述射線技術(shù)提供的常規(guī)層析成像結(jié)果往往只能具有有限的分辨率,主要是因為在反演中僅利用了雷達數(shù)據(jù)所包含的小部分信息(即初至時間和第一周期最大振幅),且該方法僅能應(yīng)用于跨孔探地雷達數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)提高分辨率、反演地面采集方案的探地雷達數(shù)據(jù)、實現(xiàn)能夠為地下介質(zhì)的物性參數(shù)提供定量解釋的目的,波形反演技術(shù)被引入到了探地雷達領(lǐng)域并逐漸成為了研究的熱點。在地球物理領(lǐng)域,波形反演技術(shù)最早被應(yīng)用于地震技術(shù)探測與開發(fā)中,形成了一套基于波動方程的波形反演方案。目前,探地雷達波形方面的研究多集中在基于傳統(tǒng)目...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 論文的研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.3.1 本文的研究內(nèi)容
        1.3.2 本文的創(chuàng)新點
第二章 探地雷達全波形反演方法
    2.1 時間域波形反演理論
        2.1.1 正演問題的積分表達
        2.1.2 目標函數(shù)的梯度計算
        2.1.3 迭代步長的求解
    2.2 跨孔模式下探地雷達波形反演
        2.2.1 合成數(shù)據(jù)反演
        2.2.2 實際數(shù)據(jù)反演
    2.3 地面模式下探地雷達波形反演
        2.3.1 地面數(shù)據(jù)反演策略
        2.3.2 不同頻帶反演結(jié)果對比
        2.3.3 合成數(shù)據(jù)多尺度反演
    2.4 小結(jié)
第三章 相位波形反演方法
    3.1 相位波形反演理論
        3.1.1 相位波形反演的目標函數(shù)
        3.1.2 目標函數(shù)的梯度
        3.1.3 迭代步長的求解
    3.2 相位多尺度反演策略
        3.2.1 積分次數(shù)的影響
        3.2.2 多尺度反演策略
    3.3 地面相位波形反演結(jié)果
        3.3.1 不同積分次數(shù)結(jié)果對比
        3.3.2 地面多尺度反演結(jié)果
    3.4 小結(jié)
第四章 包絡(luò)波形反演方法
    4.1 包絡(luò)波形反演理論
        4.1.1 探地雷達信號包絡(luò)
        4.1.2 包絡(luò)目標函數(shù)的梯度計算
        4.1.3 包絡(luò)目標函數(shù)下迭代步長
    4.2 包絡(luò)波形反演結(jié)果
        4.2.1 完整信息波形反演
        4.2.2 缺失低頻信息波形反演
    4.3 小結(jié)
第五章 包絡(luò)目標函數(shù)不依賴源子波波形反演方法
    5.1 包絡(luò)不依賴源子波波形反演理論
        5.1.1 包絡(luò)不依賴源子波目標函數(shù)
        5.1.2 目標函數(shù)的梯度計算
        5.1.3 迭代步長的求解
    5.2 包絡(luò)不依賴波形反演多尺度策略
        5.2.1 褶積波場特性
        5.2.2 數(shù)據(jù)反演策略
        5.2.3 合成數(shù)據(jù)驗證
        5.2.4 實際數(shù)據(jù)同時反演
    5.3 小結(jié)
第六章 各種反演的目標函數(shù)形態(tài)分析
    6.1 原始模型
    6.2 傳統(tǒng)時間域全波形反演
    6.3 相位積分目標函數(shù)
    6.4 包絡(luò)目標函數(shù)
    6.5 基于包絡(luò)目標函數(shù)不依賴源子波波形反演
    6.6 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
附錄A 虛擬源向量
作者簡介及在學期間取得的科研成果
    作者簡介
    已發(fā)表論文
    參加的科研項目
致謝



本文編號：4038857