《基於壓縮感知的地球物理數據高效採集方法理論研究》是依託浙江大學，由陳生昌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於壓縮感知的地球物理數據高效採集方法理論研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳生昌
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
開展基於壓縮感知的地球物理數據高效採集方法理論研究,可為地球物理方法技術的數據採集建立一套全新的方法理論框架,以解決當前勘探地球物理中高密度數據採集所遇到的低效率、高成本問題。在壓縮感知理論指導下，首先套用數學物理方法研究地球物理數據稀疏性或可壓縮性的數學物理基礎，為地球物理數據的稀疏變換方法研究提供理論支撐；在信號的近似表示理論指導下，針對不同類型的地球物理數據所具有的不同空間/時間-空間變化特徵，套用字典或超完備字典研究其不同的稀疏變換方法；再根據壓縮感知理論中測量矩陣的性質和構置方法，在勘探地球物理數據常規的規則密集測網的基礎上，研究不同類型地球物理數據高效採集的測網設計方法，建立其高效採集的數據採集測網；再利用地球物理數據的稀疏性約束，研究由高效採集測網採集得到的測量數據重構出常規的規則密集測網上測量數據的數據重構方法；最後建立地球物理數據高效採集方法理論並進行相應的數值試驗。
結題摘要
壓縮感知是一種利用信號稀疏性約束的創新性信號採樣和處理方法理論，把它與當前的地球物理數據採集方法技術相結合，可為地球物理方法技術的數據採集建立一套全新的方法理論框架，以解決當前勘探地球物理中高密度數據採集所遇到的低效率、高成本問題。在壓縮感知理論指導下，本項目首先根據地球物理場所滿足的數學物理方程及其求解所得到的地球物理場通用表達式，利用地球物理場的Green函式的空間/時間-空間變化特徵，開展了地球物理數據稀疏性的數學物理基礎研究，從數學物理本質上闡明了地球物理數據具備稀疏性，為地球物理數據的稀疏變換方法和基於稀疏性的高效採集方法技術研究提供了理論支撐。通過對地球物理數據空間/時間-空間變化特徵研究，提出了適合重磁數據的稀疏變換方法--離散餘弦變換和適合地震數據的稀疏變換方法--曲波變換。根據壓縮感知中測量矩陣的性質和構制方法，提出了最小距離控制的最優隨機採樣方法，然後在勘探地球物理數據常規的規則密集測網的基礎上，分別提出了被動源地球物理數據和主動源地球物理數據的高效採集測網設計方法。在稀疏性約束下，開展地球物理數據重建方法研究，研究由高效採集測網採集得到的稀疏測量數據重構出常規的規則密集測網上測量數據的數據重構方法，分別提出了適應小規模數據重建的疊代再加權最小二乘方法和適應大規模數據重建的Landweber疊代閾值法。最後對本項目所提出的地球物理數據高效採集方法理論進行了模擬和實際重磁數據和地震數據的數值試驗驗證，取得了理想的試驗結果，圓滿地完成了項目的研究內容和研究目標。通過本項目的方法理論研究，建立了一套適用於勘探地球物理數據高效採集的方法理論和技術。它具有以下特點：1、數據採集效率高、採集成本低；2、既能適應主動源地球物理數據（如地震勘探數據）也能適應被動源地球物理數據（如重磁勘探數據）的採集；3、既能適應2 維地球物理數據也能適應3 維地球物理數據的採集。
