麵嚮地磁導航的位場延拓空間域算法研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

陳龍偉 著

圖書標籤:

• 地磁導航
• 位場延拓
• 空間域算法
• 地球物理
• 導航定位
• 信號處理
• 數學模型
• 算法研究
• 數據處理
• 地球科學

店鋪： 黃金屋圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102710

商品編碼：29779081343

包裝：平裝

齣版時間：2015-10-01

基本信息

書名：麵嚮地磁導航的位場延拓空間域算法研究

定價：50.00元

作者：陳龍偉

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2015-10-01

ISBN：9787118102710

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

陳龍偉、曹聚亮、吳美平、呂雲霄編*的《麵嚮 地磁導航的位場延拓空間域算法研究》以水下慣性／ 地磁匹配組閤導航為研究背景，對平麵位場延拓問題 （包括平麵位場嚮上延拓和平麵位場嚮下延拓）和麯麵 位場延拓問題（包括平化麯和麯化平）進行瞭深入分析 ，提齣瞭一套係統的空間域解決拉普拉斯方程邊值問 題的新方法，研發瞭快速、穩定的實用位場延拓算法 ，較好地解決瞭平麵位場嚮下延拓和麯化平不穩定問 題和算法時間效率問題。
　　本書共包含7部分內容，包括：緒論，位場延拓 問題的基礎理論，平麵位場延拓頻率域算法及改進， 平麵位場嚮上延拓空間域BCE 算法，平麵位場嚮下延 拓空間域CGLS-BCE 算法，麯化平空間域CGLS-SI- BCE 算法，總結及展望。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《地磁場解析與應用：位場方法進展》 內容簡介 本書深入探討瞭地磁場作為一種天然存在的嚮量場，其豐富的空間信息及其在地質勘探、地球物理研究、導航定位等多個領域的重要應用。重點聚焦於位場理論在解析地磁場空間分布特性方麵的強大能力，並在此基礎上，詳細闡述瞭適用於不同尺度和分辨率的地磁異常信息提取與增強的空間域位場延拓算法。全書力求從理論到實踐，構建一個係統而詳盡的地磁場解析與應用框架，旨在為相關領域的研究人員、工程師及研究生提供一本兼具深度與廣度的參考書籍。 第一章 緒論 本章首先概述瞭地磁場的基本概念、來源及其在地學和工程技術中的關鍵作用。從宏觀的地球動力學過程到微觀的岩石磁性，層層遞進地展現瞭地磁場的復雜性與重要性。隨後，引齣位場理論作為描述和分析地磁場等勢麵形態的數學工具，強調其在揭示地下地質體、構造以及其他擾動源産生的異常磁場信息方麵的獨特優勢。在此基礎上，明確本書的研究目標和主要內容，即係統梳理地磁場位場解析方法，特彆是近年來在空間域算法方麵取得的新進展，並探討其在實際應用中的挑戰與機遇。 第二章 地磁場基礎理論 本章係統迴顧瞭與地磁場相關的基礎理論知識，為後續章節的深入研究奠定堅實的基礎。 地磁場的起源與特性： 詳細介紹地磁場的主要來源，包括地核發電機理論、地殼和地幔的磁性物質貢獻，以及外源性磁場（如太陽風與地球磁層相互作用）的影響。闡述地磁場的偶極子成分、非偶極子成分以及短期變化成分，理解地磁場隨時間和空間的演化規律。 地磁場的數學描述： 引入地磁場作為一種嚮量場，從其在三維空間中的分量（地磁場總強度F、地磁場北嚮分量X、地磁場東嚮分量Y、地磁場垂直分量Z）以及地磁場傾角（I）和地磁場偏角（D）等參數進行詳細描述。解釋這些參數在不同地理坐標係和地磁坐標係下的轉換。 位場理論與地磁場： 深入闡述位場理論在描述地磁場中的應用。解釋為什麼地磁異常可以被視為由地下磁性體産生的位場擾動。介紹泊鬆方程、拉普拉斯方程等在位場分析中的核心地位，以及它們如何連接源體分布與觀測到的位場。 磁性體的基本概念： 介紹岩石和礦物的主要磁性類型（順磁性、抗磁性、鐵磁性、反鐵磁性），以及它們對地磁場産生的貢獻。解釋磁化強度、磁化率等關鍵參數，以及它們如何影響地磁異常的形態和強度。 地磁場異常的産生機製： 分析地質體（如火成岩體、沉積岩層、斷裂帶、礦體）在地磁場中引起的磁性差異，導緻觀測到的地磁異常。區分構造性異常和岩性異常，以及它們在圖譜上的不同錶現。 第三章 位場延拓的空間域算法 本章是本書的核心內容，係統介紹並深入分析瞭用於地磁異常信息提取與增強的空間域位場延拓算法。 位場理論的積分錶示： 迴顧位場理論中，利用格林函數或泊鬆積分公式錶示觀測到的位場與地下源體分布之間的關係。重點討論這些積分公式在實際應用中的計算方法和限製。 嚮上延拓與嚮下延拓： 詳細闡述嚮上延拓和嚮下延拓的基本原理。嚮上延拓旨在去除高頻噪聲，平滑場源，使異常源的邊界更加模糊，突齣場源的整體形態；嚮下延拓則旨在增強近地錶場源的響應，揭示更精細的地質構造和異常體，但對噪聲敏感度較高。 基於傅裏葉變換的延拓算法： 介紹利用傅裏葉變換將空間域問題轉化為頻率域問題，從而簡化延拓運算的方法。詳細講解嚮上延拓和嚮下延拓在頻率域的數學錶達式，以及它們在處理大地磁數據時的適用性、優點（計算效率高）和缺點（易受邊界效應影響）。 基於捲積的延拓算法： 闡述利用捲積定理，通過捲積核與觀測數據的捲積來實現位場延拓。重點分析不同形式的捲積核（如高斯核、指數核等）對延拓效果的影響，並討論其在離散化數據處理中的實現方式。 基於重構的延拓算法： 探討利用有限數據反演或重構地下源體模型，進而計算任意高度的位場的方法。介紹例如基於正則化方法的反演技術，如何通過約束模型求解，獲得更可靠的延拓結果。 嚮上延拓與嚮下延拓的應用與區彆： 詳細比較嚮上延拓和嚮下延拓在實際應用中的區彆。例如，嚮上延拓常用於區域異常的提取和背景場的剝離；嚮下延拓則用於精細構造的識彆和淺層異常體的定位。通過具體實例分析，說明不同延拓方式對地質解釋的影響。 全域與局部延拓策略： 討論根據研究目的和數據特點，選擇全域延拓（一次性處理整個數據集）還是局部延拓（對特定區域進行精細處理）的策略。分析不同策略的優缺點和適用場景。 多尺度延拓方法： 介紹如何通過組閤不同尺度（不同高度或不同頻率成分）的延拓結果，以提取不同尺度的地磁異常信息，從而更全麵地揭示地下地質結構。 第四章 算法的改進與魯棒性 本章關注如何提升位場延拓算法的性能和可靠性，使其在復雜實際數據中獲得更好的應用效果。 噪聲抑製技術： 深入研究針對地磁數據中的各種噪聲（如測量誤差、儀器噪聲、地電乾擾、空間環境乾擾）的有效抑製方法。包括平滑濾波、小波變換、維納濾波等在位場延拓預處理中的應用。 邊界效應的處理： 分析傅裏葉變換和捲積方法在處理有限觀測數據時産生的邊界效應，以及如何通過數據延拓、窗口函數等技術來減小其負麵影響。 非綫性與非均勻性考量： 探討當場源非均勻分布或存在強磁化體時，綫性延拓算法的局限性，並介紹一些嘗試引入非綫性或局部調整的改進算法。 基於概率與統計的延拓： 介紹一些利用概率統計方法來處理位場延拓中的不確定性，例如貝葉斯反演方法，如何結閤先驗信息和數據似然，獲得概率性的延拓結果。 多源乾擾的區分與剝離： 針對地磁異常可能由多種源體疊加而成的情況，探討如何利用不同延拓尺度、不同算法組閤，以及結閤其他地球物理信息，來區分和剝離不同類型的異常貢獻。 算法的數值穩定性： 分析不同數值計算方法在位場延拓過程中的穩定性問題，以及如何選擇或改進算法以保證計算的精度和魯棒性。 第五章 實際應用與案例分析 本章通過具體的應用案例，展示位場延拓空間域算法在地磁場解析與應用中的實際價值。 地質構造解釋： 區域構造分析： 以一區域地磁異常圖為基礎，利用嚮上延拓剝離局部淺層異常，展示區域構造輪廓，如大型斷裂帶、盆地邊界等。 精細構造識彆： 通過嚮下延拓，揭示淺層微地貌、岩脈、地層邊界等細節信息，應用於區域地質填圖和資源勘探。 礦産資源勘探： 鐵礦、磁鐵礦探測： 展示嚮下延拓如何增強鐵礦體産生的強磁異常，並利用異常形態輔助推斷礦體規模和埋深。 非磁性礦床勘探： 分析非磁性礦床周圍圍岩的構造性異常，通過延拓技術識彆有利的找礦構造。 油氣勘探： 盆地構造分析： 利用嚮上延拓識彆盆地基底起伏、構造高點，為油氣藏聚集有利區提供綫索。 斷裂與圈閉識彆： 通過嚮下延拓，精細刻畫斷裂帶、岩性界麵，輔助識彆潛在的油氣圈閉。 工程物探應用： 地下管綫探測： 分析城市地下管綫（如燃氣管、自來水管）周圍産生的微弱地磁異常，通過高分辨率嚮下延拓輔助定位。 場地穩定性評估： 識彆地下空洞、不均勻填土等引起的異常磁場，為工程建設提供安全評估依據。 環境地質應用： 地下水係統研究： 分析地層斷裂、岩性變化對地磁場的影響，輔助地下水流和富集區的研究。 考古地磁學： 識彆古代遺跡（如夯土牆、陶窯）産生的地磁異常，通過延拓技術增強異常信號，輔助考古發掘。 案例的綜閤解釋： 對每一個案例，詳細分析原始數據、不同延拓算法處理後的結果，並結閤已知的地質資料，給齣具有說服力的解釋，強調算法的有效性和局限性。 第六章 未來展望 本章對地磁場位場延拓空間域算法的未來發展方嚮進行展望。 高分辨率與多源融閤： 探討如何進一步提高位場延拓的空間分辨率，並與其他地球物理探測手段（如重力、電法、地震）進行數據融閤，以獲得更全麵、更準確的地下信息。 人工智能與機器學習的應用： 展望將人工智能和機器學習技術引入位場延拓過程，例如利用深度學習進行異常識彆、參數反演、噪聲去除等，以提升算法的智能化水平和自動化程度。 實時處理與動態監測： 探討發展能夠實時處理地磁數據、進行動態監測的算法，以適應快速變化的地球物理環境和應用需求。 三維位場延拓的深化： 進一步研究和發展適用於復雜三維地質模型的三維位場延拓算法，剋服現有二維處理的局限性。 極端環境下的應用： 探索在極地、深海等極端環境下，地磁場位場延拓算法的適應性和創新應用。 參考文獻 本書列舉瞭相關領域的經典文獻和最新研究成果，為讀者提供進一步深入學習的資源。 索引 提供詳細的索引，方便讀者快速查找書中的關鍵概念和術語。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論基礎的構建上確實下瞭不少功夫，尤其是對於物理場數學描述的引入，非常紮實。我發現作者在解析早期位場理論時，並沒有簡單地重復經典教材中的內容，而是結閤瞭更現代的數值分析視角，這一點讓我印象深刻。比如，在闡述如何處理數據中的噪聲和不完整性時，作者引入瞭一些我先前未曾深入接觸的正則化方法，這對於理解實際勘探數據處理中的挑戰至關重要。從內容上看，它更像是一本麵嚮深度研究的工具書，而不是入門指南。它詳盡地剖析瞭位場位移與空間域轉換之間的數學等價性，並且通過嚴格的推導展示瞭不同延拓算子在特定條件下的收斂性和穩定性差異。對於那些希望從根本上理解位場處理算法的物理機製，而非僅僅停留在調用軟件函數的讀者來說，這本書無疑提供瞭極佳的視角。其對邊界條件處理的探討也十分深入，清晰地勾勒齣瞭在實際應用中，如何通過精妙的邊界約束來優化延拓結果，避免引入不必要的僞影。

評分☆☆☆☆☆

這本書在探討地磁異常與源體結構反演的聯係時，展現齣一種超越傳統解釋方法的廣闊視野。作者並未固守單一的解釋模型，而是係統地梳理瞭從簡單偶極子模型到復雜三維磁性體分布的理論過渡。吸引我的是其中關於“非唯一性”問題的討論，作者並沒有迴避地磁反演中固有的模糊性，而是深入探討瞭如何通過先驗信息的有效整閤來約束解空間，提高解釋結果的可靠性。這種對地質約束與地球物理反演相結閤的探討，體現瞭作者深厚的跨學科背景。此外，書中對於如何利用位場延拓結果來輔助識彆深部磁源的策略，也提供瞭一種非常係統化的思路。它不是簡單地展示結果，而是揭示瞭從觀測數據到地質推斷之間的邏輯鏈條，極大地拓展瞭傳統位場圖件的解釋深度。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來說，這本書的組織結構非常清晰，邏輯銜接流暢得如同一個嚴密構造的數學證明。作者似乎非常擅長將復雜的物理概念分解成易於消化的步驟。例如，在介紹如何利用剋裏金（Kriging）方法對磁場數據進行空間插值和場延拓的融閤時，作者采用瞭“問題提齣—理論基礎—具體步驟—案例驗證”的模式，使得原本可能枯燥的統計地球物理內容變得生動起來。更難能可貴的是，書中對“信息熵”在位場數據壓縮與去噪中的潛在應用進行瞭前瞻性的探討，這為未來的研究指明瞭新的方嚮。雖然技術細節非常密集，但作者通過精心設計的圖示和類比，成功地架起瞭理論與直觀理解之間的橋梁。總而言之，這本書不僅是技術的匯編，更像是一次結構化的思維訓練，它教會讀者如何用一種更係統、更具批判性的眼光去看待地球物理場的空間處理問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格帶著一種冷靜且具有批判性的學術氣質。它在介紹新的空間域算法時，總是不遺餘力地指齣其局限性，並將其與經典方法的優勢進行對比，這種平衡的視角非常難得。例如，在闡述基於迭代方法的位場分離技術時，作者詳細分析瞭收斂速度與迭代次數的函數關係，並且清晰地指齣瞭在處理大尺度、低信噪比數據時，傳統迭代法所麵臨的陷阱。這種誠實的態度使得讀者在學習新技術的同時，也能對現有方法的適用邊界有一個清醒的認識。我特彆關注瞭其中關於求解邊界值問題的數值穩定性分析部分，作者對條件數和離散化誤差的討論相當深入，為我理解數值計算的健壯性提供瞭新的工具和視角。整本書在學術深度上，無疑達到瞭一個很高的水準，適閤作為研究生階段的進階參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是作者在算法實現細節上的精益求精。不同於市麵上許多隻停留在概念層麵的著作，這裏的每一個章節都仿佛在為讀者搭建一個可操作的工程藍圖。特彆是在討論快速傅裏葉變換（FFT）在位場延拓中的應用時，作者不僅給齣瞭標準的公式，還細緻地分析瞭網格劃分、零填充比例對計算精度和效率的相互製約關係。這種對“如何高效地做”的關注，使得這本書的實用價值極高。我尤其欣賞作者在對比不同域算法（比如頻譜域與直接空間域迭代算法）性能時所采用的詳盡測試案例和詳實的性能對比圖錶。這些圖錶並非簡單的定性描述，而是包含瞭具體的計算資源消耗和誤差指標，這對於工程技術人員進行技術選型具有不可替代的參考價值。整體而言，這本書的敘事風格偏嚮於“技術手冊”，嚴謹、直白，緻力於將復雜的數學模型轉化為可執行的計算步驟。