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逆散射级数法预测层间多次波的算法改进及其策略 被引量:50
1
作者 金德刚 常旭 刘伊克 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1209-1217,共9页
波动方程预测层间多次波有两类算法.一是由Berkhout和Verschuur(1998)提出的基于CFP(共聚焦点)延拓的算法,另一是由Weglein(1997)等人提出的基于逆散射级数法的算法.ISS(逆散射级数)算法具有不依赖速度模型的优点,但是其计算成本很高.... 波动方程预测层间多次波有两类算法.一是由Berkhout和Verschuur(1998)提出的基于CFP(共聚焦点)延拓的算法,另一是由Weglein(1997)等人提出的基于逆散射级数法的算法.ISS(逆散射级数)算法具有不依赖速度模型的优点,但是其计算成本很高.本文改进了Weglein提出的1-D预测公式,提高了计算效率.从理论方面。改进算法的计算速度提高了大约12倍.实际结果表明其计算速度更快,提高近80倍左右,主要原因在于后者的空间复杂度小.此外,由于时间-空间域比伪深度-波数域的层间多次波预测有更多的优点,本文推导了1.5-D时间-空间域ISS层间多次波预测算法,该算法有计算速度快、预测噪音小、适应观测系统能力强和不依赖地震子波等优点.在实际应用中,计算成本高是ISS预测层间多次波算法的主要障碍.因此,本文还讨论了预测层间多次波的策略.结合本文提出的改进算法和应用策略,能够在实际地震资料处理中较好地应用ISS预测层间多次波. 展开更多
关键词 逆散射级数 层间多次波 共聚焦点 空间复杂度
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用地质雷达数据资料反演二维地下介质的方法 被引量:26
2
作者 王兆磊 周辉 李国发 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期897-904,共8页
从二维麦克斯韦方程组出发推导出反演介电常数和电导率等二维介质物性参数的反演公式.反演的步骤是:建立初始猜测模型,利用电磁波时间域有限差分法模拟正演数据,用正演数据与观测数据之间的数据残差建立目标函数,通过引入一个由麦克斯... 从二维麦克斯韦方程组出发推导出反演介电常数和电导率等二维介质物性参数的反演公式.反演的步骤是:建立初始猜测模型,利用电磁波时间域有限差分法模拟正演数据,用正演数据与观测数据之间的数据残差建立目标函数,通过引入一个由麦克斯韦方程计算的伴随场,将目标函数对介质参数的导数表示成显式形式,应用最优化理论得出对初始猜测模型的修改,用共轭梯度法迭代,最终得到反演结果.用合成数据反演具有粗糙地表的非导电介质的介电常数,用实验数据同时反演介电常数和电导率,并比较了麦克斯韦方程反演结果与声波方程反演结果、波动方程偏移剖面的差异. 展开更多
关键词 地质雷达 反演 麦克斯韦方程 非线性
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地震波场反演的BG-逆散射方法 被引量:17
3
作者 杨文采 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1995年第3期358-366,共9页
本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法,旨在取得高分辨率的地球模型.这种方法用Backus-Gilbert的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式,用逆散射原理导出泛函的Frechet导数,并用... 本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法,旨在取得高分辨率的地球模型.这种方法用Backus-Gilbert的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式,用逆散射原理导出泛函的Frechet导数,并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组.根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则,设计了可供实用的反演算法流程. 展开更多
关键词 非线性反问题 地震反演 逆散射 地震勘探
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声波方程逆散射反演的近似方法 被引量:14
4
作者 黄联捷 杨文采 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第5期626-634,共9页
我们在文献[1]里研究了介质参考波速沿某个方向线性变化时的三维声散射理论,导出了声波方程逆散射反演问题解的解析表达式.考虑到应用时的实际条件,本文根据上述反演方法导出2.5维模型的声波方程逆散射反演的波速扰动计算公式,给出该方... 我们在文献[1]里研究了介质参考波速沿某个方向线性变化时的三维声散射理论,导出了声波方程逆散射反演问题解的解析表达式.考虑到应用时的实际条件,本文根据上述反演方法导出2.5维模型的声波方程逆散射反演的波速扰动计算公式,给出该方法在“高频”近似条件下的波速扰动反演计算公式,从而使我们提出的“参考波速线性变化时的声波方程逆散射反演”理论更接近实际应用条件.本文给出的这些反演公式仍然具有原方法的优点,即不但可以使Born近似的假定在大多数情况下能得以满足,而且可以利用快速Fourier变换来快速实现介质波速扰动的反演成象. 展开更多
关键词 声波方程 逆散射 反演 线性变化
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一种高精度的偏移速度分析方法——广义屏偏移加Born反演 被引量:17
5
作者 辛可锋 王华忠 马在田 《勘探地球物理进展》 2002年第3期20-26,共7页
在波动方程叠前深度偏移中 ,速度是最关键的成像参数。首先分别对各种求取速度的方法进行了回顾和分析 ,然后按照判断速度正确性的不同标准将求取速度的方法分为 3类 :第 1类是以正演结果与实际数据的拟合最优作为判断标准 ;第 2类是以... 在波动方程叠前深度偏移中 ,速度是最关键的成像参数。首先分别对各种求取速度的方法进行了回顾和分析 ,然后按照判断速度正确性的不同标准将求取速度的方法分为 3类 :第 1类是以正演结果与实际数据的拟合最优作为判断标准 ;第 2类是以成像质量最优作为判断标准 ;第 3类是解析类型的方法。在此基础上提出 ,基于逆散射理论反演慢度扰动的方法和双域偏移成像方法在理论基础上有相当的一致性 ,所以在利用波形信息的高精度速度分析中可以将二者有机地结合起来。进而提出了一种将广义屏偏移与Born反演结合在一起实现速度分析的新思路。该方法保证了速度分析和偏移在理论基础上的一致性 ,能够充分发挥波动方程偏移在振幅保真方面的优势 ,是一种稳定的、高精度的速度分析方法。 展开更多
关键词 高精度 偏移速度分析方法 广义屏偏移加Born反演 反演 逆散射 地震勘探
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二维有耗色散介质的时域逆散射方法 被引量:18
6
作者 刘广东 张业荣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期6969-6979,共11页
为了重建二维有耗色散介质的电参数分布,基于Debye模型,应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计... 为了重建二维有耗色散介质的电参数分布,基于Debye模型,应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的Lagrange函数关于特征参数的Fréchet导数;最后借助梯度算法和时域有限差分法迭代反演Debye模型参数.为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶Tikhonov正则化方法.数值应用中,利用Polak-Ribière-Polyak非线性共轭梯度法,对二维乳房模型进行了数值测试,测试结果显示了算法的可行性。 展开更多
关键词 逆散射 色散介质 正则化 时域有限差分
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水平层状介质中基于DTA的三维电磁波逆散射快速模拟算法 被引量:14
7
作者 魏宝君 LIU Q H 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1595-1605,共11页
为提高水平层状介质中三维电磁波散射和逆散射数值模拟的效率,在对角张量近似(DTA)的基础上根据不同回代方式得到了求解积分方程的DTA1和DTA2两种近似.这两种近似可以作为计算积分方程稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法的... 为提高水平层状介质中三维电磁波散射和逆散射数值模拟的效率,在对角张量近似(DTA)的基础上根据不同回代方式得到了求解积分方程的DTA1和DTA2两种近似.这两种近似可以作为计算积分方程稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法的初始猜测值和预条件因子,从而形成效率更高的混合DTA-BCGS算法.散射实例说明了DTA2的高精度和混合DTA-BCGS算法尤其是混合DTA2-BCGS算法的高效率.由于DTA2近似程度更高,将DTA2与变型Born迭代反演方法(DBIM)相结合形成了一种对三维异常体进行重构的快速电磁波逆散射技术.文中的逆散射实例说明所开发的逆散射技术对重构水平层状介质中的任意三维异常体是非常有效的. 展开更多
关键词 积分方程 对角张量近似(DTA) 稳定型双共轭梯度 快速FOURIER变换 水平层状介质 逆散射 变型Born迭代方法(DBIM)
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波动方程的逆散射与迭代线性化反演 被引量:16
8
作者 杨文采 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期114-121,共8页
本文讨论的是非线性地球物理反演中目前最重要的方法.即逆散射与线性化这代算法相结合而形成的解析类反演方法。首先应用标量波动方程的逆散射理论推导出反射波场与波慢平方扰动之间满足的非线性积分方程,并阐明波慢平方扰动与反射体... 本文讨论的是非线性地球物理反演中目前最重要的方法.即逆散射与线性化这代算法相结合而形成的解析类反演方法。首先应用标量波动方程的逆散射理论推导出反射波场与波慢平方扰动之间满足的非线性积分方程,并阐明波慢平方扰动与反射体之间的关系。然后介绍迭代线性化反演算法的理论和具体计算公式,并专门对泛函求导的公式进行详细的推导。最后,讨论了这一类反演方法的计算技术及参数选择问题。 展开更多
关键词 波动方程反演 逆散射 迭代线性化反演 地震勘探
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浅海混响的垂直相关和海底反射损失与散射强度的反演 被引量:12
9
作者 刘建军 李风华 郭良浩 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期49-56,共8页
根据浅海混响射线简正波理论和可分离的海底散射模型,导出了混响垂直相关的表达式,理论研究和实验结果表明垂直相关与接收深度有关,与声源深度无关。提出一种利用混响强度衰减曲线与混响垂直相关曲线联合反演海底反射损失和海底散射强... 根据浅海混响射线简正波理论和可分离的海底散射模型,导出了混响垂直相关的表达式,理论研究和实验结果表明垂直相关与接收深度有关,与声源深度无关。提出一种利用混响强度衰减曲线与混响垂直相关曲线联合反演海底反射损失和海底散射强度的方法。数值模拟反演及对实验数据的反演表明:所提出的反演方法具有实验简便、反演速度比较快及反演的结果比较稳定等特点。 展开更多
关键词 浅海混响 垂直相关 反射损失 散射强度 海洋声学 掠射角 反射系数 散射系数
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参考波速线性变化时的声波方程逆散射反演 被引量:12
10
作者 黄联捷 杨文采 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期89-98,共10页
声波方程的逆散射反演乃是求解双曲型偏微分方程系数项反问题的一种解析方法,一般利用Born近似把这一非线性反问题线性化,并给出了恒参考波速介质中反问题解的解析表达式.由于Born近似假定波速扰动为一级无穷小,因此,在大多数情况下,恒... 声波方程的逆散射反演乃是求解双曲型偏微分方程系数项反问题的一种解析方法,一般利用Born近似把这一非线性反问题线性化,并给出了恒参考波速介质中反问题解的解析表达式.由于Born近似假定波速扰动为一级无穷小,因此,在大多数情况下,恒参考波速介质模型的反问题的解无法得以应用.本文研究介质参考波速沿某个方向线性变化时的声散射理论,导出了声波方程逆散射问题解的解析表达式,从而既可使Born近似的假定在大多数情况下能得以满足,又可利用快速Fourier变换快速实现介质波速扰动的反演成象. 展开更多
关键词 声波方程 逆散射 反演 参考介质
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逆散射理论的发展及应用前景 被引量:9
11
作者 丁科 宋守根 谢忠球 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2005年第3期661-666,共6页
逆散射理论作为量子力学发展的产物,目前在地震数据处理方面得到了较为广泛的应用.逆散射成像是通过散射体外部场的探测来获得散射体内部的信息,它是近年来发展比较迅速的一种成像方法,其突出的应用是运用逆散射序列中的一阶近似项进行... 逆散射理论作为量子力学发展的产物,目前在地震数据处理方面得到了较为广泛的应用.逆散射成像是通过散射体外部场的探测来获得散射体内部的信息,它是近年来发展比较迅速的一种成像方法,其突出的应用是运用逆散射序列中的一阶近似项进行深度成像.本文对逆散射理论在国内外的发展历程进行较为系统的概括和总结,在此基础上,对逆散射理论的应用前景进行了分析.逆散射理论在多次波的压制、界面奇性反演、大扰动深度成像等方面具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 逆散射 地震成像 Born近似 反演 大扰动
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溶洞模型逆散射成像技术 被引量:11
12
作者 卢明辉 张才 +3 位作者 徐基祥 王守东 魏建新 宋雪娟 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期330-337,共8页
针对常规叠前深度偏移成像技术难以将溶洞型储集层的多次绕射波完全归位、难以准确成像溶洞分布这一难题,引入了频率域声波逆散射成像方法。该方法直接从炮集地震资料出发,利用散射记录的逆时传播波场与入射波场褶积得到扰动速度的分布... 针对常规叠前深度偏移成像技术难以将溶洞型储集层的多次绕射波完全归位、难以准确成像溶洞分布这一难题,引入了频率域声波逆散射成像方法。该方法直接从炮集地震资料出发,利用散射记录的逆时传播波场与入射波场褶积得到扰动速度的分布,将速度模型迭代更新与构造成像融为一体。溶洞模型数值模拟和物理模拟资料的处理效果表明,即使初始速度模型存在12%的误差,该方法仍可以将溶洞产生的多次绕射波较好地归位,较准确地将溶洞的形状、位置成像。同时,对常规偏移成像方法和逆散射成像方法影响溶洞成像精度的主要因素进行了定量分析,为提高溶洞型碳酸盐岩油气藏勘探精度提供了理论指导。 展开更多
关键词 逆散射 溶洞成像 频率域 声波方程 速度反演
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生物折射率三维无标记定量成像研究进展 被引量:9
13
作者 杨泽文 张璐 +3 位作者 吕宁 王慧君 张镇西 袁莉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期83-107,共25页
折射率是生物样本最重要的光学属性,经常作为内源性“标记物”进行无标记定量成像。虽然通过测量光程差获取相位信息的传统定量相位成像方法已被广泛研究,然而其获取的相位结果是样本折射率与厚度的耦合产物,无法重建三维形态学信息。... 折射率是生物样本最重要的光学属性,经常作为内源性“标记物”进行无标记定量成像。虽然通过测量光程差获取相位信息的传统定量相位成像方法已被广泛研究,然而其获取的相位结果是样本折射率与厚度的耦合产物,无法重建三维形态学信息。近年来,以光学投影层析方法为开端,研究人员率先开启了以三维折射率定量成像为目标的形态学特征重建方法研究。然而光学投影层析方法未考虑衍射效应,导致其精度不足。为解决该问题,基于散射反演求解的光学衍射层析技术应运而生,并在无标记生物三维成像方面展现出巨大的潜力。本文锁定生物折射率三维无标记定量成像研究,聚焦光学投影层析和光学衍射层析两种方法的发展历程,从正向测量模型、反演算法以及实现方法三方面进行综述,并对该研究未来的工作进行展望。 展开更多
关键词 医用光学 三维显微成像 无标记成像 折射率定量成像 光学投影层析 光学衍射层析 散射反演
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一种处理分层有耗色散介质的时域逆散射方法 被引量:10
14
作者 刘广东 张业荣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2856-2862,共7页
为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的... 为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的拉格朗日(Lagrange)函数关于特征参数的Férchet导数;最后借助梯度算法和时域有限差分(FDTD)法迭代求解.此外,为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶吉洪诺夫(Tikhonov)正则化方法.数值应用中,利用一组非线性共轭梯度(CG)法,在几种情形下对一维乳房模型进行了数值测试,测试结果显示了算法的鲁棒性和识别病灶的有效性. 展开更多
关键词 逆散射 色散介质 正则化方法 时域有限差分法
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弹性动力学反问题的发展和展望 被引量:8
15
作者 黄文虎 马兴瑞 +1 位作者 邹振祝 陶良 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期1-10,共10页
本文介绍了弹性动力学反问题的理论和方法及其在工程实际中的应用。对本学科的当前发展,重点介绍了Born近似的线性化方法和利用弹性波的层析成象技术的理论基础,同时对一些实验技术作了简要介绍。对本学科的进一步发展值得注意解... 本文介绍了弹性动力学反问题的理论和方法及其在工程实际中的应用。对本学科的当前发展,重点介绍了Born近似的线性化方法和利用弹性波的层析成象技术的理论基础,同时对一些实验技术作了简要介绍。对本学科的进一步发展值得注意解决的问题作了展望。 展开更多
关键词 弹性波 逆散射 CT 弹性力学 动力学
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用变形玻恩迭代法反演电导率的二维非均匀分布 被引量:8
16
作者 张业荣 聂在平 阮颖铮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第12期100-104,111,共6页
本文把变形玻恩迭代方法用于求解二维轴对称道散射问题.该方法提供一种迭代收敛较快的反演成像算法.利用对称轴上20kHz电场的测量值在二维非均匀介质中对电导率分布进行反演.首先给出对于未知电导率分布的非线性积分方法.并用... 本文把变形玻恩迭代方法用于求解二维轴对称道散射问题.该方法提供一种迭代收敛较快的反演成像算法.利用对称轴上20kHz电场的测量值在二维非均匀介质中对电导率分布进行反演.首先给出对于未知电导率分布的非线性积分方法.并用玻恩近似使积分方程线性化.然后用古洪诺夫正则化方法求出电导率分布.在选代过程中,数值模式匹配法用于求解正演场.数值实例表明,用简单的对称轴上测量场能得到很好的成像结果. 展开更多
关键词 变形玻恩迭代 逆散射 电磁波
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超声逆散射图象重建问题中截断奇异值分解正则化方法研究 被引量:8
17
作者 刘超 汪元美 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2003年第10期1146-1152,共7页
为解决超声逆散射成像问题中的非线性性,人们需要反复地求解前向散射方程和逆散射方程,以达到对全场和未知函数的精确近似,从而根据这一未知函数的精确近似,较好地重建物体内部的断层图象.前向散射方程是一个适定的方程组,可以采用通常... 为解决超声逆散射成像问题中的非线性性,人们需要反复地求解前向散射方程和逆散射方程,以达到对全场和未知函数的精确近似,从而根据这一未知函数的精确近似,较好地重建物体内部的断层图象.前向散射方程是一个适定的方程组,可以采用通常的方法进行求解;而逆散射方程则是一个不适定性的方程组,即使数据中存在一个微小的误差,都可能引起解的较大偏离,因此,对这个不适定方程组的求解问题是整个迭代算法成功的关键.而在不适定性问题的求解过程中,正则化参数的选取又是非常重要的.求解不适定性方程的传统方法是Tikhonov正则化方法,这一方法的实质是在传统最小二乘方法上加上一个小于1的滤波因子,对于超声逆散射成像问题来说,效果并不太好.本文将截断奇异值分解正则化方法应用于逆散射方程的求解问题中,并对正则化参数的选取方法进行修正.数值仿真结果表明,这一方法配合适当的正则化参数选取,可以更好地滤除噪声,提高重建图象的质量与可信度,同时还可以减小迭代过程中的计算量. 展开更多
关键词 超声逆散射图象 不适定性方程 滤波因子 奇异值分解 正则化 图象质量 图象重建
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关于粘弹性力学的一些进展 被引量:6
18
作者 程昌钧 朱正佑 《自然杂志》 北大核心 2003年第3期125-129,共5页
本文结合近年来我们在粘弹性力学的理论、方法和应用等方面所进行的工作 ,较系统地介绍了粘弹性力学中某些重要问题的进展 ,其中 ,包括粘弹性问题的数学模型、粘弹性结构的变分原理与对应原理、求解粘弹性问题的计算方法、粘弹性结构的... 本文结合近年来我们在粘弹性力学的理论、方法和应用等方面所进行的工作 ,较系统地介绍了粘弹性力学中某些重要问题的进展 ,其中 ,包括粘弹性问题的数学模型、粘弹性结构的变分原理与对应原理、求解粘弹性问题的计算方法、粘弹性结构的动力学行为与动力稳定性、粘弹性介质的散射和逆散射问题 . 展开更多
关键词 粘弹性力学 数学模型 变分原理 对应原理 动力学行为 动力稳定性 计算
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Reconstruction and uniqueness of an inverse scattering problem with impedance boundary 被引量:7
19
作者 刘继军 程晋 中村玄 《Science China Mathematics》 SCIE 2002年第11期1408-1419,共12页
Consider an inverse scattering problem for a scatterer D R3 with impedance type boundarycondition. By defining the scatterer shape in a completely new way, we give a constructive method to recoverthe scatterer shape w... Consider an inverse scattering problem for a scatterer D R3 with impedance type boundarycondition. By defining the scatterer shape in a completely new way, we give a constructive method to recoverthe scatterer shape with unknown impedance coefficient. The uniqueness for this inverse problem is also obtained. 展开更多
关键词 inverse scattering inversion uniqueness PROBE method.
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一种新的实时电磁逆散射方法 被引量:8
20
作者 张清河 肖柏勋 朱国强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1546-1551,共6页
为解决介质圆柱体逆散射问题,提出一种新的在线逆散射方法,通过支持向量机将逆散射问题转化成一个回归估计问题.该方法可应用于各种逆散射方面,尤其是目标的几何与电磁参数重构和埋地目标探测.文中首次将支持向量机方法应用到该领域,设... 为解决介质圆柱体逆散射问题,提出一种新的在线逆散射方法,通过支持向量机将逆散射问题转化成一个回归估计问题.该方法可应用于各种逆散射方面,尤其是目标的几何与电磁参数重构和埋地目标探测.文中首次将支持向量机方法应用到该领域,设置多个散射场的观测点,通过提取散射场的不同信息作为样本信息训练支持向量机,建立了介质圆柱体的逆散射模型,利用该模型重构了介质圆柱体的电磁参数,同时探测了埋地位置.数值结果显示了该方法的有效性和准确性,为目标的实时逆散射研究提供了一种有效方法. 展开更多
关键词 支持向量机 介质圆柱体 逆散射 埋地目标
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