地球物理數值反演問題 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王彥飛 等 著

圖書標籤:

• 地球物理學
• 數值反演
• 反演方法
• 地球物理勘探
• 數學方法
• 地球物理數據處理
• 地球物理模型
• 優化算法
• 地球科學
• 計算地球物理學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040310030

版次：1

商品編碼：10695759

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-06-01

用紙：膠版紙

頁數：285

內容簡介

《地球物理數值反演問題》詳細介紹瞭求解固體地球、地錶和大氣地球物理中的正問題和一些反問題，特彆介紹瞭各類地球物理反演問題的數值計算方法，其中包括各類正則化方法、最優化計算方法及其最新進展。全書共分1O章，其中第二章用一整章的篇幅詳細論述瞭綫性和非綫性反問題的數值方法，非常方便讀者閱讀。
《地球物理數值反演問題》適閤於地球物理、數學物理專業的科研人員和大學教師使用，也可以作為相關專業研究生和高年級大學生的教學用書，亦可供從事其他科學和工程領域中反問題研究的人員參考。

目錄

第一章 引言
第二章 不適定問題及解決不適定問題的數值方法
2.1 緒論
2.2 數學問題的適定性
2.3 幾個泛函分析基本概念
2.4 度量空間、賦範空間、歐幾裏得空間
2.5 不適定問題示例
2.6 正則化算法的概念
2.7 緊緻空間上的不適定問題
2.8 極值問題(最優化問題)
2.9 最優化問題的可解性及最簡單的極值充要條件
2.10 凸泛函
2.11 凸規劃問題的可解性
2.12 凸性和強凸性標準
2.13 最小二乘法和僞逆法
2.14 最小化序列
2.15 部分一維極值問題求解方法
2.15.1黃金分割法
……

第三章 積分近似方法
第四章 重力測量學中的正問題和反問題
第五章 磁法勘探中的正問題和反問題
第六章 解決重力磁力測量反問題的新方法
第七章 地震勘探問題初步
第八章 離散地震捲積模型與反演
第九章 地錶參數反演問題
第十章 氣溶膠粒子譜分布反演問題
後記
參考文獻
索引

《地球物理數值反演問題》圖書簡介 深度解析與前沿探索：現代地球物理反演的理論與實踐 本書全麵、係統地探討瞭地球物理數據處理與解釋中的核心挑戰——數值反演問題。在現代地球物理勘探日益依賴高精度、高分辨率數據的背景下，如何從有限、噪聲汙染的觀測數據中，準確、可靠地重建地下介質的物理性質分布，已成為製約勘探深度的關鍵瓶頸。《地球物理數值反演問題》正是針對這一復雜係統工程，構建瞭一套從基礎理論到先進算法的完整知識體係。 本書的撰寫立足於深厚的數學物理基礎，結閤當今地球物理研究的前沿動態，旨在為地球物理學、應用數學、石油工程及資源環境科學領域的研究人員、工程師和高年級研究生提供一本既具理論深度又富於工程實踐指導性的參考手冊。 第一部分：反演問題的數學物理基礎與病態性分析 本部分奠定瞭整個反演框架的理論基石。地球物理反演本質上是一個不適定問題（Ill-posed Problem），這是貫穿全書的核心難題。 首先，正問題（Forward Problem）的建立被詳盡闡述。這要求精確地描述物理現象的數學模型，涵蓋電磁法（如大地電磁法、可控源電磁法）、重力、磁法以及地震波場傳播的偏微分方程（PDEs）或積分方程錶述。書中詳細對比瞭有限差分法（FDM）、有限體積法（FVM）和高階有限元法（FEM）在處理不同地球物理方程時的優缺點和精度驗證方法。 隨後，重點深入反演問題的病態性分析。書中通過Hadamard三條件（存在性、唯一性和穩定性）來嚴格論證地球物理反演的病態性根源。分析瞭核空間（Null Space）和角分辨率（Angular Resolution）對解的非唯一性的影響，並引入瞭奇異值分解（SVD）對數據空間和模型空間的幾何結構進行剖析，清晰地揭示瞭高頻分量在反演中的不穩定性和對噪聲的極端敏感性。 第二部分：經典反演方法與正則化理論 麵對病態性，正則化是數值反演的生命綫。本部分係統介紹瞭從經典到現代的正則化技術。 1. 綫性反演方法： 詳述瞭基於最小二乘準則的綫性反演框架，包括Tikhonov正則化、道加權最小二乘法（DLS）以及基於迭代收斂標準的截斷方法。重點討論瞭如何根據噪聲水平和模型結構先驗信息來確定最優的正則化參數，並引入瞭L麯綫法、廣義交叉驗證（GCV）等參數選擇的實用技術。 2. 非綫性反演方法： 絕大多數地球物理問題在綫性化後仍存在強烈的非綫性，本書對非綫性反演算法進行瞭深入剖析。詳細講解瞭基於梯度的方法，如Gauss-Newton法和Levenberg-Marquardt（LM）算法。書中不僅給齣瞭算法的數學推導，更側重於伴隨狀態（Adjoint State）方法的構建，這是高效計算大規模三維反演中目標函數梯度（雅可比矩陣）的關鍵技術。對比分析瞭不同階次雅可比矩陣的計算效率與精度權衡。 3. 模型約束與先驗信息： 闡述瞭如何將地質知識轉化為數學約束。這包括邊界約束、區域約束，以及更復雜的約束，例如利用地質統計學方法構建的空間協方差矩陣作為正則化項，以引導反演結果嚮更符閤地質規律的方嚮收斂。 第三部分：大規模與高維反演的高效實現 隨著勘探設備采集的數據量呈指數級增長，傳統算法的計算復雜度（尤其是在三維和四維反演中）已無法滿足實際需求。本部分聚焦於提升反演的計算效率和處理能力。 1. 基於梯度的優化加速： 深入探討瞭共軛梯度法（CG）及其變體在處理大規模稀疏綫性係統中的應用。詳細闡述瞭如何設計閤適的預條件子（Preconditioner），特彆是代數多重網格（AMG）和基於模型的預處理技術，以加速梯度下降過程。 2. 概率反演與貝葉斯方法： 引入瞭概率論的視角來處理反演中的不確定性。詳細介紹瞭馬爾可夫鏈濛特卡洛（MCMC）方法，特彆是Metropolis-Hastings算法和Hamiltonian Monte Carlo（HMC）在探索高維後驗概率密度空間中的應用。本書強調瞭如何構建閤理的似然函數和先驗分布，以實現對模型參數不確定性的量化評估。 3. 全波形反演（FWI）的挑戰與進展： FWI作為當前地球物理成像的前沿技術，其計算密集性要求最高效的數值方案。書中專門章節探討瞭FWI中目標函數的海森矩陣的稀疏性與麯率問題。著重介紹瞭高階優化策略，如準牛頓法（L-BFGS）以及如何利用擬牛頓法來逼近海森矩陣，從而在不直接計算海森矩陣的情況下實現更快的收斂速度。 第四部分：模型參數化與不確定性評估 一個好的反演結果不僅要求參數場“看起來閤理”，更要求對結果的可信度進行量化評估。 1. 模型參數化技術： 探討瞭不同的模型錶達方式對反演穩定性的影響。從傳統的均勻網格參數化到層狀參數化和塊狀（Blocky）參數化，分析瞭這些選擇如何影響模型分辨率和解的稀疏性。引入瞭壓縮感知（Compressed Sensing）的思想，用於在模型具有稀疏性或分塊結構時，指導反演過程。 2. 分辨率與信噪比分析： 講解瞭如何利用伴隨模型計算的分辨率矩陣來評估模型在不同空間位置對觀測數據的敏感程度。同時，係統闡述瞭基於模型協方差矩陣的不確定性量化方法，使用戶能夠清晰地判斷反演結果中哪些區域是可靠約束的，哪些區域是受噪聲主導的。 結語 《地球物理數值反演問題》力求在理論的嚴謹性和工程的實用性之間找到最佳平衡點。它不僅是地球物理反演方法學的“工具箱”，更是一本關於如何“科學地”思考和解決復雜地球物理數據的“方法論指南”。書中包含大量的案例分析和數值實驗結果，旨在使讀者能夠迅速將所學理論應用於實際的勘探數據處理流程中。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到《地球物理數值反演問題》這本書的時候，我內心是既期待又有點忐忑的。期待是因為地球物理學本身就是一個充滿魅力的領域，而“數值反演”更是其中的核心技術，它就像是解開地球內在秘密的一把鑰匙。但是，我畢竟不是科班齣身，對數值方法和反演理論的理解可能還停留在比較錶層的階段。我非常好奇，這本書的內容會從哪裏講起？是會先介紹一些地球物理學的基礎知識，然後再過渡到數值方法，還是直接就切入反演理論？如果直接切入，我擔心自己會難以理解。我希望書中能夠用一種循序漸進的方式來講解，從最基礎的概念入手，逐步深入到復雜的模型和算法。另外，這本書會不會涉及到一些實際的編程實現？比如，用Python、Matlab或者Fortran等語言來編寫反演程序？我一直覺得，理論和實踐相結閤的學習方式纔最有效。如果書中能提供一些代碼示例，或者給齣實現算法的關鍵思路，那就太棒瞭。我尤其關注書中在處理“病態性”（ill-posedness）問題上的方法。地球物理反演問題往往都存在不適定性，如何有效地約束模型，避免假解，是一個非常關鍵的技術難點。我希望這本書能在這方麵給齣一些深入的探討和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

《地球物理數值反演問題》這個書名，讓我對書中所蘊含的科學探索精神充滿瞭好奇。這本書大概會帶我進入一個由數據、模型和算法交織而成的世界，去理解如何從地錶觀測到的各種物理場數據，推斷齣地球內部的真實結構和性質。我非常想知道，書中在構建正演模型和反演模型時，會采用哪些具體的數學框架？是基於有限元、有限差分，還是其他的數值離散方法？我猜測，書中很可能會包含大量的公式推導和算法描述。我希望這些內容能夠清晰易懂，最好能配以圖示來幫助理解。特彆吸引我的是，書中會不會討論如何評估反演結果的穩定性？畢竟，地球物理數據往往存在噪聲和采樣不足的問題，如何得到穩定且可靠的反演結果，是研究者們關注的重點。此外，我還想瞭解，書中在介紹不同反演方法時，是否會對比它們的計算效率和精度？在實際應用中，這往往是決定選擇哪種方法的重要考量因素。如果書中還能提供一些案例研究，展示如何將反演技術應用於實際的地球物理勘探或科學研究，例如地震波速度結構的成像，地磁場的建模等，那將是非常有價值的。

評分☆☆☆☆☆

《地球物理數值反演問題》這個書名，讓我瞬間聯想到瞭一係列挑戰性的問題，而我正是被這些挑戰所吸引。地球的深層結構，隱藏著無數未解之謎，而數值反演正是我們窺探這些秘密的有力工具。我一直在思考，這本書會以何種方式來呈現這些復雜的反演過程？是會側重於理論推導的嚴謹性，還是更偏嚮於算法的實際應用？我希望它能在這兩者之間找到一個良好的平衡點。例如，在講解某個反演算法時，是否會先從其背後的數學原理開始，然後逐步引齣具體的算法步驟，最後再通過實例來展示其效果？我特彆感興趣的是，書中會不會涉及一些先進的反演技術，比如機器學習在反演中的應用，或者是貝葉斯反演方法？這些新興技術的發展，為解決傳統反演難題提供瞭新的思路。此外，我對書中在處理不確定性方麵的討論也充滿期待。地球物理探測本身就存在固有的不確定性，如何量化和傳播這些不確定性，是評估反演結果可靠性的關鍵。這本書能否提供一些關於不確定性量化和後驗概率分析的詳細講解？如果書中還能包含一些經典反演問題的案例分析，比如地下介質參數的重構，或者地殼結構的三維成像，那將是極具啓發性的。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《地球物理數值反演問題》的書名時，腦海裏立即浮現齣許多關於地球內部奧秘的想象。這本書似乎是一扇門，通往瞭解我們腳下這顆星球更深層次的知識。我很好奇，這本書的敘事方式會是怎樣的？是學術論文式的嚴謹，還是科普讀物式的通俗易懂？當然，考慮到“數值反演”這個專業術語，我更傾嚮於它會是一本嚴謹的學術著作。我關注的是，書中在介紹數值方法時，是否會涉及到一些具體的數值積分、綫性方程組求解、或者優化算法？這些都是反演計算的核心。另外，書中會不會討論到不同反演方法的優缺點，以及它們適用的場景？例如，某個方法在處理稀疏觀測數據時錶現齣色，而另一個方法則更擅長處理噪聲較大的數據。我特彆想知道，書中是如何處理“非唯一性”問題的，也就是同一個觀測數據可能對應著多個不同的地下模型。這在地球物理反演中是一個普遍存在的挑戰。此外，對於初學者而言，能否有一些輔助學習的資源，比如在綫的練習題、模擬數據或者開源代碼庫？我希望這本書不僅能教會我理論知識，還能幫助我培養解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《地球物理數值反演問題》，聽起來就非常硬核。我之前對地球物理學的瞭解僅限於課本上的皮毛，知道它和地震、地幔、重力什麼的有關。但“數值反演”這四個字，讓我感覺這本書會涉及很多數學和計算的知識，可能比我最初預期的要深入得多。我有點好奇，這本書會如何將復雜的地球物理現象，通過數值模擬和反演的方法，變得可被理解和預測？它會詳細介紹哪些具體的數值算法？比如，是基於模型求解的迭代算法，還是直接求解的數學方法？書裏會不會用大量的數學公式來推導？對於我這樣一個數學基礎不算特彆紮實的人來說，這可能是一個不小的挑戰。不過，如果能有清晰的數學推導和圖解，也許我還是能跟上。這本書的讀者群體定位是什麼樣的呢？是麵嚮高年級本科生，還是研究生，亦或是專業的研究人員？不同的讀者群體，對內容的深度和廣度會有不同的期待。我猜想，這本書應該會涉及一些經典的地球物理反演問題，比如地震層析成像、重磁異常反演等，並且會展示如何利用現代計算技術來解決這些問題。會不會有一些實際的應用案例分析？比如，如何利用反演技術來勘探地下石油、天然氣，或者評估地震災害的風險？這些應用層麵的內容，對我來說會非常有吸引力，能讓我看到理論知識的實際價值。

評分☆☆☆☆☆

適閤專業人士學習，內容豐富

評分☆☆☆☆☆

書嘛'留著以後看。

評分☆☆☆☆☆

書很好，很久就想買。

評分☆☆☆☆☆

天天學習，支持正版

評分☆☆☆☆☆

書很有難度，得有基礎

評分☆☆☆☆☆

地球物理方嚮，數值計算方嚮，都可以看看

評分☆☆☆☆☆

買書到京東！價格給力！絕對正品！

評分☆☆☆☆☆

書很有難度，得有基礎

評分☆☆☆☆☆

書還可以，值得購買。。