地层探测与层析成像

1、创新了重磁勘探数据非线性联合反演理论方法 提出了相关成像联合反演新方法和源体生长反演方法；建立了相关系数转化 为物性的联合反演迭代公式，创新了重力异常和梯度数据的相关成像方法；构建 了源体生长判断准则，使联合反演方法具备较高的计算效率，能够精细刻画场源 体形态；提高了地下结构三维成像的分辨率和计算效率（图1）

图1 重磁勘探数据非线性联合反演理论方法

2、提出了大规模重磁场数据联合反演与并行计算方法 围绕重磁勘探数据三维物性反演方法，系统阐明了并行算法中的多GPU并行 机制、压缩矩阵存储机制、数据高效传输机制，提出了基于MPI-OpenMP-CUDA 多级并行架构的混合反演方法；创新地开展了区别于基于方程组求解的反演方法， 提高了三维成像分辨率（图2）。

图2 大规模重磁场数据联合反演与并行计算方法

3、探索了基于机器学习与信息技术的地学数据智能分析新方法 联合卷积神经网络与图像处理、数据库等信息技术建立了岩矿石原位识别与 显微镜下矿物识别的智能化方法（图3）；围绕基于地球化学元素比值的地壳厚 度估算、重磁场数据高精度网格化等方向分别提出了基于机器学习、深度学习的 新方法；以上研究为实现智能化重磁场数据处理解译奠定了理论与技术基础。

图3 机器学习与信息技术的地学数据智能分析方法示意图

4、波速层析成像反演技术 项目组于2025年在黑龙江某矿开展波速层析成像监测。布设三分量波速检波 器实时监测矿山生产爆破事件，此次监测时长为269个小时，共拾取到8835个震 源事件，成功定位6001个有效震源事件。根据所监测到的爆破波形（图4）获取 震源位置与爆破时间，形成炮集文件。后续利用单分量地震仪所勘测到的数据需 利用炮集文件中记录的爆破事件，采用波形互相关技术进行爆破波形事件自动拾 取。其中震源定位集中分布在330中段西测、330中段东以及350中段东侧，本次 监测利用12月所采集到的数据生成了震源定位图（图5），经与实际生产爆破位 置坐标比对，z轴平均偏差为10m。该震源定位与地表实时微震监测系统监测结果 相比，偏差率为6.2%，定位效果良好。

图4 某设备波形及震源定位图

图5 勘探线波速层析成像结果