《探地雷達數值模擬及全波形反演》是2021年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：探地雷達數值模擬及全波形反演
- 作者：馮德山[等]
- 出版時間：2021年
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030681546
出版信息,內容簡介,目錄,
出版信息
探地雷達數值模擬及全波形反演
- 書號：9787030681546作者：馮德山等
- 外文書名：
- 裝幀：平裝開本：16
- 頁數：177字數：280000語種：zh-Hans
- 出版社：科學出版社出版時間：2021-03-01
內容簡介
本書介紹了探地雷達（GPR）數值模擬與全波形反演兩大核心內容，包括二維時間域間斷伽遼金GPR正演模擬，二維頻率域節點有限元及三維頻率域矢量有限元GPR正演模擬，二維時間域、頻率域GPR全波形反演及三維頻率域GPR全波形反演研究。全書分為6章：第1章論述了GPR時間域和頻率域正演模擬及GPR全波形反演的研究現狀；第2章介紹了GPR基本原理及觀測方式，闡述了全波形反演中局部最佳化的梯度引導類及牛頓類解法；第3章介紹了基於二維時間域間斷有限元的GPR正演及MTV正則化的全波形反演；第4章介紹了二維頻率域有限元正演及正則化全波形雙參數反演；第5章主要介紹基於矢量有限元的三維GPR正演及三維頻率域GPR全波形反演；第6章為全書總結。
目錄
前言
第1章緒論1
1.1探地雷達正反演研究的目的及意義1
1.2探地雷達正演模擬的研究現狀及趨勢3
1.2.1時間域正演模擬方法3
1.2.2頻率域正演模擬方法8
1.3探地雷達反演成像的研究現狀及趨勢10
1.3.1探地雷達全波形反演研究現狀10
1.3.2探地雷達全波形反演存在問題及研究趨勢13
第2章探地雷達正反演基本理論16
2.1探地雷達基本理論16
2.1.1探地雷達簡介16
2.1.2探地雷達信號與成像18
2.2正演模擬的基本理論20
2.2.1時域Maxwell微分方程20
2.2.2頻域Maxwell方程與波動方程21
2.2.3邊界條件22
2.2.4完全匹配層吸收邊界23
2.3反問題的基本理論27
2.3.1反問題27
2.3.2全波形反演29
2.3.3局部最佳化算法30
第3章二維時間域DGTD正演及全波形反演38
3.1二維高階DGTD GPR正演模擬38
3.1.1DGTD算法空間離散38
3.1.2時間積分43
3.1.3UPML吸收邊界條件44
3.1.4DGTD算法驗證與分析46
3.1.5DGTD算法在隧道襯砌檢測的套用53
3.2基於TV正則化的GPR多尺度雙參數FWI58
3.2.1數據目標函式與梯度計算58
3.2.2多尺度策略61
3.2.3近似全變差模型約束62
3.2.4FWI算法實現流程63
3.2.5影響因素分析63
3.2.6地面GPR多偏移距數據反演算例73
3.3基於非結構化格線的B-scan數據TD-FWI78
3.3.1非結構化格線雙格線策略78
3.3.2自適應正則化因子的TV模型約束79
3.3.3襯砌病害模型B-scan數據反演算例81
3.4基於改進全變差正則化的TD-FWI88
3.4.1改進全變差正則化策略88
3.4.2分裂布萊格曼求解二維L2-TV最小化問題89
3.4.3正則化對比研究90
3.4.4複雜模型合成數據反演92
3.5不依賴源子波的B-scan數據時域全波形反演94
3.5.1褶積數據目標函式95
3.5.2含時窗的褶積型數據目標函式95
3.5.3合成數據反演算例96
3.5.4實測數據反演算例99
第4章二維頻率域有限元正演及全波形反演103
4.1頻率域有限元GPR正演模擬103
4.1.1控制方程103
4.1.2節點有限單元法104
4.1.3數值算例107
4.2全變差約束的全波形雙參數FD-FWI110
4.2.1反演目標函式的構建與梯度計算110
4.2.2參數歸一化及非線性變換112
4.2.3影響因素分析113
4.2.4數值算例124
4.3基於變數投影方法的不依賴子波FD-FWI130
4.3.1反演目標函式的構建130
4.3.2梯度計算131
4.3.3合成數據反演算例132
4.3.4實測數據反演算例134
第5章三維頻率域矢量有限元正演及全波形反演137
5.1基於精確PML頻率域三維GPR正演137
5.1.1控制方程137
5.1.2矢量有限元算法138
5.1.3精確PML142
5.1.4數值算例144
5.2基於同步多頻的三維頻率域GPR FWI149
5.2.1目標函式的構建149
5.2.2梯度計算150
5.2.3Split-Bregman求解三維L2-TV問題151
5.2.4三維合成數據反演測試152
第6章結論與展望158
6.1主要研究成果及創新點158
6.2不足與展望159
參考文獻160
