地震资料采集理论与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:刘杰烈 编

出品人:

页数:277

译者:

出版时间:2009-11

价格:71.00元

装帧:

isbn号码:9787502174750

丛书系列:

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• 地震勘探
• 地震资料采集
• 地球物理
• 勘探技术
• 地震波
• 数据采集
• 野外作业
• 仪器设备
• 信号处理
• 地震勘探方法

探秘地球深处：现代地球物理勘探技术与应用 一部面向工程实践与前沿科研的综合性著作，系统阐述了如何运用尖端物理学原理和先进信息技术，对地球内部结构与物质属性进行高精度、非接触式探测。 本书聚焦于当前地球物理勘探领域最受关注的几个关键分支，旨在为地球科学研究人员、资源勘探工程师、环境地质学家以及相关专业的高年级学生提供一套全面、深入且注重实操的知识体系。我们不探讨地震波的采集与处理细节，而是将焦点放在电磁法、重力法、磁法及其在复杂地质环境中的综合应用。 --- 第一部分：基础理论的深化与拓展 本部分旨在夯实读者对地球物理场源、介质响应和反演成像核心概念的理解，超越基础教材的深度，直击前沿研究的理论瓶颈。 第一章：地球物理场的源机制与正演模拟 本章从麦克斯韦方程组和牛顿万有引力定律出发，系统回顾了各种地球物理场的物理本质。重点分析了非均匀、各向异性介质对场传播的影响，这是进行精确反演的基础。 电磁场源的动态特性： 深入讨论大地电磁法（MT/TEM）中场源（如地磁暴、人工源）的远场近似条件、数值模拟中的边界条件处理，以及高精度格林函数在复杂大地结构中的计算方法。特别关注源激发函数对深部结构成像的影响。 位场源的非唯一性与约束： 分析重力场和磁场源（如密度异常体、磁性体）的分布与位场测量值之间的非唯一性问题。引入了基于多尺度分析的位场分离技术，用于有效分离地壳深部信号与表层噪声。 波场正演的数值挑战： 详细阐述有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）和边界元法（BEM）在处理非均匀介质中电磁波和弹性波传播问题时的优缺点及稳定性控制。重点介绍如何优化网格划分策略以适应深部复杂界面。 第二章：地球物理介质的本构关系与参数化 本章关注地球物理参数（如电导率、磁化率、密度、弹性模量）的物理意义及其在不同尺度下的变化规律，为后续的反演提供可靠的物理约束。 岩石物性参数的实验室测量与现场标定： 综述在高温高压条件下测量岩石电学、磁学和力学性质的前沿技术。讨论如何将实验室数据外推至地壳深部环境，并引入孔隙度、流体饱和度对电导率模型的修正机制。 各向异性与非均匀性的描述： 建立描述地壳岩石中裂隙、层理、变质结构的张量形式本构方程。探讨各向异性参数对电磁波分裂和弹性波速各向异性的定量影响。 磁性岩体的磁化模型： 区分地壳中磁性源的剩余磁化和感应磁化，分析地磁场变化对磁性记录的影响，并介绍如何利用古地磁数据对区域构造历史进行约束。 --- 第二部分：现代地球物理勘探技术与数据采集优化 本部分侧重于现代勘探作业中使用的先进仪器、数据获取策略以及数据质量控制的工程化方法，强调如何在高噪声和复杂地形下获取高质量数据。 第三章：大地电磁法（MT/CSEM）的系统设计与实施 本章详细讲解现代大地电磁勘探从野外布设到数据采集的全流程工程管理与技术要点。 宽频带与长周期MT系统的应用： 介绍高精度数字地震仪改造的MT接收系统，以及如何通过同步采集实现对地磁场微小变化的精确监测。重点分析不同频段数据对特定深度结构的分辨率贡献。 可控源电磁法（CSEM）的勘探配置： 讨论CSEM在海洋和陆地环境下的发射源（如大功率换流器、双极电极源）选型。深入分析发射频率、收发距与观测深度的关系，以及如何设计满足特定目标深度的多频率采集方案。 噪声抑制与数据预处理： 详述环境噪声（如海洋浪涌、人工电力线干扰）的频谱特性分析。介绍先进的统计滤波、主成分分析（PCA）等方法在数据预处理阶段对随机噪声和周期性噪声的有效去除。 第四章：高精度位场勘探：重力和磁力测量 本章聚焦于高精度测量技术在资源勘探和区域地质调查中的应用。 重力测量的高程与时间校正： 详细阐述重力仪（如超导重力仪、光纤重力仪）的精度指标。重点讲解气压、潮汐、季节性变化对绝对和相对重力测量结果的影响及精确校正流程。 航空与地面磁法的高效采集： 探讨固定翼飞机和无人机（UAV）磁力测量系统的设计要求，包括飞行高度控制、航线设计与传感器定向误差的校正。分析磁力测量中对地磁日变和非线性项的实时或后处理补偿技术。 位场数据的质量评估与异常识别： 介绍功率谱分析、延拓技术在位场异常分离中的应用。讨论如何通过残余场分析来识别微弱的、深部构造相关的位场异常。 --- 第三部分：地球物理反演、成像与应用集成 本部分是全书的核心，涵盖了从原始数据到最终地质解释的转化过程，特别强调了多物理场数据融合和不确定性评估。 第五章：地球物理反演理论与算法进展 本章深入探讨了非线性反演方法的数学基础、数值实现及其在现代计算环境下的性能优化。 非线性反演的迭代框架： 系统介绍基于梯度下降、牛顿法和准牛顿法的标准反演流程。重点讨论如何选择合适的正则化项（如Tikhonov正则化、L1范数约束）以平衡模型的平滑性与数据拟合程度。 大规模反演的并行计算： 阐述如何利用GPU加速技术实现大规模三维电磁场和弹性波反演的正演和伴随状态计算。介绍域分解法和矩阵预处理技术在提高反演效率中的作用。 贝叶斯反演与概率成像： 引入马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法和粒子滤波技术，用于量化反演结果的不确定性。讨论如何构建可靠的先验概率分布，以指导复杂地质目标的成像。 第六章：多物理场数据融合与地质解释 本章关注如何将不同物理场信息综合起来，形成对地下结构最可靠的认识。 联合约束反演（Joint Inversion）： 详细分析不同物理场模型之间的耦合机制（如孔隙度对电导率和弹性波速的共同影响）。介绍硬约束、软约束以及基于信息熵的联合反演策略，以克服单一物理场反演的局限性。 三维可视化与人机交互解释平台： 讨论先进的地球物理数据可视化技术，包括体积渲染、切片分析和交互式模型编辑。重点介绍如何构建支持多尺度、多参数模型对比的环境，加速地质学家对反演结果的理解与修正。 应用案例研究： 通过多个精心挑选的案例，展示重磁电联合勘探在深部矿产资源预测、地热系统评估、以及大型工程建设环境地质调查中的实际应用流程与成果分析，强调从数据到资源潜力评估的全链条思维。 --- 结语：面向未来的地球物理挑战 本书的最终目标是培养读者一种系统性的、跨学科的思维方式，使他们能够应对未来地球科学领域对高精度、深部、高分辨率探测提出的更高要求。无论是应对气候变化下的水资源安全，还是支撑能源转型过程中的关键矿产勘探，本书所阐述的现代地球物理勘探理论与实践，都将是不可或缺的技术基石。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调，配上一些抽象的、仿佛在晃动的线条，立刻就能让人联想到地壳深处的躁动与不安。我当初在书店里一眼扫过，就被这种专业又带点神秘感的视觉语言吸引了。拿到手里掂了掂，分量感十足，翻开目录，内容覆盖面广得让人有些吃惊。我本来以为它会是那种枯燥的技术手册，毕竟“资料采集”听起来就和一堆复杂的仪器参数和编码打交道。但实际上，作者在开篇就用一种非常生动的笔触，勾勒出了人类如何从最初的盲目恐惧到逐渐理解地震波的传播规律的历程。特别是关于早期模拟地震仪的介绍部分，那段描述简直像是进入了一个历史的博物馆，文字里充满了对那些先驱者智慧的敬佩之情。我尤其喜欢它在理论基础部分的处理方式，不是简单堆砌公式，而是像一位耐心的老师，一步步引导你理解为什么某些特定的信号处理方法是必须的，而不是可有可无的。这本书的排版也十分考究，图文并茂，很多关键性的概念图示清晰明了，即便是初次接触这个领域的读者，也能迅速抓住重点，这对于我这种业余爱好者来说，无疑是一大福音。

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我最近正在尝试将理论知识应用到实际的小型地球物理勘探项目中，这本书的实践章节无疑成了我的“救命稻草”。老实说，市面上很多教材在理论上讲得头头是道，但一涉及到野外作业的实际操作，往往就变成了含糊不清的“参考标准”。然而，这本书的第三部分，专门针对不同地质环境下的传感器布设和数据预处理流程，简直细致到了令人发指的地步。它没有回避现场会遇到的那些烦心事，比如电磁干扰如何影响低频信号的记录，或者不同土壤电阻率下检波器耦合性的优化策略。我记得有一次在山区测试，数据噪声奇高，我翻阅了这本书中关于“噪声源识别与抑制”的章节，里面详尽列举了数种常见噪声的频谱特征和对应的滤波策略，我按照书中的建议，调整了我们的采样率和接收时间窗，结果立竿见影，数据质量得到了极大的提升。这种直接指向问题、给出可操作方案的写作风格，让我觉得作者绝不是坐在空调房里写书的“理论家”，而是真正扛着设备在现场摸爬滚打出来的行家。

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这本书的阅读体验非常流畅，这在技术类书籍中是难能可贵的。我发现它在构建知识体系时，采用了螺旋上升的结构，也就是说，它会在不同章节以不同的深度和角度反复提及某些核心概念，比如“时间域与频率域的相互转化”，但这并不是简单的重复，而是每一次都建立在读者已经掌握的新知识基础上进行深化和拓展。例如，在描述浅层地震勘探时，它会侧重于高频信号的处理；而当讨论到深部结构时，则会聚焦于低频信噪比的优化。这种安排使得读者在学习过程中不会感到知识点的孤立，而是能清晰地看到整个地震资料采集链条是如何环环相扣的。另外，书中引用的案例和参考文献也非常新颖，很多都是近五年的研究成果，这表明作者在编写过程中保持了与学科前沿的同步，确保了内容的时效性和指导意义，让人感觉这本书不是一本静态的教科书，而是一份动态的、与时俱进的专业指南。

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坦白讲，我最初对这类书籍的期望值并不高，通常都是期望值越高，失望越大。但这本书在“数据质量控制”这一环节的处理，彻底颠覆了我的看法。通常，很多资料会一带而过，或者只强调最终结果的重要性，却忽视了数据采集过程中的“小错误”累积起来的巨大破坏力。这本书却花费了整整一章的篇幅来细致梳理从野外记录到最终入库的全流程质量检查点。从检波器响应的一致性校正，到时间同步误差的量化分析，再到数据完整性校验的算法实现，都阐述得十分透彻。我印象最深的是它对“异常值剔除”的讨论，作者没有简单地推荐“一刀切”的阈值法，而是根据信号的物理背景和采集设备的特性，提供了一套分层级的剔除建议，甚至详细说明了在什么情况下应该保留那些看起来像噪声的奇异点，因为它们可能隐藏着地质上的新发现。这种严谨到近乎苛刻的态度，让我对这本书的专业性深信不疑。

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作为一个对数据可视化有着特殊情结的人，这本书中关于地震数据解释和成图的部分，给我的触动非常深。它不仅仅停留在如何生成一张标准的地震剖面图，而是深入探讨了“信息传达的有效性”这一深层次问题。作者在描述如何利用偏移成像技术来还原地下构造时，花了大量篇幅来讨论人眼对不同成像结果的敏感度差异。比如，他们分析了在处理浅层构造异常时，采用高分辨率成像与采用传统反射法成像在直观判断上的优劣对比，并配上了多组精心制作的对比图例。这些图例的质量极高，色彩的运用和符号的选取都非常专业，让人在欣赏之余，更能深刻理解数据背后的物理意义。更让我惊喜的是，书中还探讨了三维数据采集方案的设计，它没有直接给出模板，而是提供了一个基于成本效益分析和覆盖率最优化的决策框架，这对于需要控制预算的科研团队来说，无疑是极具价值的指导。

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