大学生课外科研立项申请书

1、序号： 编码： 大学生课外科研立项申 请 书 项 目 名 称： 声波探测信息处理及其成像系统 所 属 学 科： 数理 申 请 者 姓 名： 申请者所在单位： 燕山大学 理学院 固 定 电 话： 移 动 电 话： 电 子 邮 箱： 指导教师姓名： 井西利 指导教师所在单位： 燕山大学 理学院 共青团燕山大学委员会二一二年三月制说 明1、 申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2、 申请书及课题论证活页请用A4纸双面印制，一式两份。申请书左侧装订。活页夹在申请书内即可，无需装订。3、作品分类为自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作三大类。自然科学类学术论

2、文作者限本专科生。哲学社会科学类社会调查报告和学术论文限定在哲学、经济、社会、法律、教育、管理六个学科内。科技发明制作类分为A、B两类：A类指科技含量较高、制作投入较大的作品；B类指投入较少，且为生产技术或社会生活带来便利的小发明、小制作等。4、学科领域请按照作品发明点或创新点所在类别填报。A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）5、申请书必须由第一申请人按

3、要求填写，第一申请人为承担申报作品60%以上的工作者。6、表内项目填写时请以小4号楷体打印在A4纸上。务必保证上交材料格式工整，不符合要求一律发回修改。7、申请书序号、编码由校团委统一填写。8、其他参赛事宜请向校团委和燕山大学大学生科技协会咨询。联 系 人：杨晓芳 杨卓云联系电话：8057103（上班时间） 8062370（每天19：30以后）申请人承诺我保证如实填写本表格各项内容。如果获得立项，承诺以本表为有约束力的协议，遵守燕山大学大学生课外科研立项管理细则，认真开展研究工作，取得预期成果。坚决杜绝抄袭等弄虚作假行为。如果成果发表或发布，我将注明是燕山大学大学生科研立项项目。申请人（签字）

4、： 年 月 日指导教师承诺我保证如实填写本表格各项内容。如果获得立项，承诺以本表为有约束力的协议，遵守燕山大学大学生课外科研立项管理细则，认真指导学生按时保质完成科研立项工作，并检查学生独立完成写作工作情况。指导教师（签字）： 年 月 日一、项目基本资料项目名称声波探测信息处理及其成像系统类 别自然科学论文 l科技发明制作A类预期水平国际领先国际先进 哲学社会科学论文科技发明制作B类l国内领先国内先进学 科领 域CA机械与控制 B信息技术 C数理 D生命科学 E能源化工 F哲学 G社会 H经济 I法律 J管理 K教育摘要（研究内容创新点和意义，150-200字）声波探测信息处理及其成像系统是针

5、对于声波探测信息后续处理的软件，声波探测广泛应用于岩体、煤井、混凝土等地质地矿领域和工件、机器等工业领域，而对于声波内信息的采集处理与提取更是得到了众多学者的广泛研究和关注。层析成像技术基于波的传播理论通过对两平行钻孔间声波信号的采集，采用网格化方法求解，然后再用最小二乘法（LSOR）对所测量的交叉线声学信息进行反演计算，便可精确的获得异常体的展布形态。这将会实现声波探测的智能化，是自声波探测技术出现以来全部研究成果的结晶，在其应用领域将会取得更好的效果和更大的收益。预期成果CA. 发表论文 B.研究报告 C.科技制作实物 D. 专利 E.其他项目起止时间2012.4-2012.11二、申请组

6、基本资料申请者及项目组主要成员姓名性别年级联系电话学位学院专业项目分工男11级本科理学院电子信息科学与技术总体负责女11级本科理学院电子信息科学与技术资料检索男11级本科理学院电子信息科学与技术程序编译女11级本科理学院电子信息科学与技术程序编译男11级本科理学院应用物理后期测试男11级本科理学院应用物理论文撰写第一申请人详细资料姓名性别男电子邮箱学院理学院专业电子信息科学与技术电 话相关经 历（100字以内） 本人自上大学以来认真学习，积极向老师同学了解大学信息，热衷于参加科技类活动，为更多的接触深层知识，拓展自己的科学视野，进入理学院科学技术协会。基本学完C+，有一定的组织领导能力,有毅力

7、和耐心克服理论知识上的不足，对老师所给项目表现极大兴趣。三、指导教师基本资料指导教师基本资料（1）姓名单位职称电话研究方向指导教师签字井西利燕山大学理学院理学院院算物理申报理由（指导教师填写本项。请说明该项目是否有项目支撑，是否有较高的科技价值等。）该项目属于多类型地震波射线CT 的数学物理模型同化研究课题，是国家自然基金资助项目（项目编号：41174116），它能反映两个钻孔之间截面上的地质特征，实现面积测量，对各种工程探测的异常体如岩溶、陷落柱、裂隙、裂缝、断裂破碎带、软弱夹层、地下空洞和不明埋设物等具有很好的效果，也具有单一钻孔测量方法无可比拟的优势，对重点部位

8、的剖面利用层析技术反演该剖面波速场或吸收场，可以很好的判断和评价目标体。声波层析成像技术在对工程岩体的地质分类及探明目标体异常等方面具有举足轻重的作用，必将成为一种不可或缺的手段得到广泛应用，具有较高的科学价值。指导教师基本资料（2）姓名单位职称单位研究方向指导教师签字申报理由（指导教师填写本项。请说明该项目是否有项目支撑，是否有较高的科技价值等。）四、项目具体内容(与课题论证活页内容同)1、选题：本课题国内外研究现状述评及选题的研究意义。500字左右层析成像理论始于1917 年奥地利数学家J.Radon 发表的著名论文关于由函数沿某些流形的积分确定该函数，该图像重建方程(或称为Randon

9、变换)对CT (Computer Tomography)技术的形成和发展起到了指导性的作用。1963 年A.M.Cormackl 发表了函数的线积分图像重建在放射学中的应用，进一步发展了从X 射线投影重建图像的解析数学方法，为医学CT 设备研制打下了基础。70 年代后期，层析成像技术在地球物理、地震勘探方面逐步开展了不同程度的研究工作。目前，美国的井间地震已进入稳步发展的阶段，井间地震已从简单的二维逐步走向三维、四维(时延井间地震)。 在我国，一些大学与研究机构已开始井间地震的理论研究。其中以石油大学为首的研究小组进行了射线理论与波动理论的层析研究，取得了许多成果。中国地质科学院物化探研究所物

10、探所从事声波层析成像方法技术及仪器的研究已有十几年，研制成功DS 系列多种型号声波探测系统，开发了野外数据采集、资料处理、成图与推断解释一整套软件方法技术，整体研究成果在国内处于先进水平。 层析成像技术作为地球物理勘探的新方法、新技术之一，因其直接作用于目的层，具有较高分辨率等特点，因而在油气田上用于确定剩余油分布和储层精细描述；在金属矿中用于寻找井间盲矿和井间矿体储量预测；在工程地质勘探和重大工程项目安全评估等领域也得到广泛应用。2、内容：研究的主要内容、主要观点、基本思路、重点及难点。500字左右声波探测信息处理及其成像系统是对声波探测信号进行数据采集、存储处理和图像显示的系统，层析成像基

11、于波的传播理论研究波在地下介质中传播的变化，通过边界处对声波信号的测量，获取钻孔间物性参数的分布信息，根据地质条件、测试条件和探测精度要求，将两平行钻孔之间的区域离散成若干个规则的网格单元，并将两钻孔处的网格节点分别作为声波测试的发射点和接收点。当声波在任一节点发射时，所有接收点都应有该发射点产生的声波信号。采用网格化方法求解，这样求各单元内的慢度扰动就成为解一般线性方程组的问题。在各单元内慢度扰动已知后, 根据式vk = v0 +vk，便得到该块内的速度值。 接下来就要进行声波的反演计算，声波层析成像的反演实质上就是求解利用大量的声波旅行时间与其相应射线在成像单元内所经过的路径以及待求速度的

12、关系建立的线性方程组。我们在这用最小二乘法（LSQR）来进行反演计算，LSQR 法是一种投影方法，它不仅适合于稀疏最小二乘问题，而且还适合于具有非对乘矩阵B的稀疏方程式BU=f 从大型稀疏矩阵方程的解算方法入手获取数据来完成对信息的解析提取。重难点在于对于声波分布信息的分析，用最小二乘法进行反演计算的过程，以及我们对理论知识的学习实践过程和用C程序编译的过程。3、预期价值：本课题创新之处和实际应用价值 井间声波反映的是两个钻孔之间截面上的地质特征，实现面积测量，CT成像技术可以根据地质条件、测试条件和探测精度要求进行网格化求解，然后进行反演计算就可以得到准确描述探测体的图像。井间层析成像技术作

13、为地球物理勘探的新方法、新技术之一，因其直接作用于目的层，具有较高分辨率等特点，因而在油气田上用于确定剩余油分布和储层精细描述；在金属矿中用于寻找井间盲矿和井间矿体储量预测；在工程地质勘探和重大工程项目安全评估等领域也得到广泛应用。4、拟采取的研究方法和技术路线包括理论分析、实验方法和步骤；研究工作的总体安排和进度。理论分析以现有的研究成果进行反复的学习训练以达到熟练掌握运用理论知识进行CT成像计算的程度，再深入学习C程序的高级编译方法，将CT成像的计算方法写入程序，最后进行算法测试。实验方法和步骤l 射线追踪设两钻孔点的声波走时（tij）数据满足方程： tij=s(x,y)dl为方便求解，采用小扰动方法是问题线性化，取 S(x,y)=S0(x,y)+S(x,y)采用网格化方法求解，这样求各单元内的慢度扰动就成为解一般线性方程组的问题。l 用最小二乘法进行反演计算l 运用C程序进行程序编写l 构造系数矩阵A 的阶数n = 5 的小型矩阵方程Ax =f进行层析成像法测试工作总体安排和进度4月-7月小组成员理论（数学和C程序）学习7月-8月学习层析成像法理论计算8月-9月程序编写9月-10月层析成像法测试5、申请经费预算预算支出科目金 额计算根据及理由1