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应用地脉动的城市地下三维速度结构建模的研究的开题报告

一、选题背景与意义

地下构造是地球内部结构的重要组成部分，对于提高地震预测和预防能力，以及地下水、矿产资源的开发利用具有重要意义。由于地下构造位于地表之下，难以直接观测，为了了解其内部结构和性质，需要利用地球物理方法对其进行探测和研究。其中，城市地下作为对城市建设和管理具有重要影响的一部分，其内部结构和性质的研究对于城市发展和建设具有重要意义。

在地球物理探测中，速度结构建模是获取地下构造内部信息的一种重要手段。传统的速度结构建模主要基于地震波资料，但是由于城市地下的环境特殊，传统方法难以适用。而地脉动作为一种新型的城市地下探测手段，其可以利用城市建筑物本身震动产生的噪音实现城市地下构造的探测，因其无需地震源，而又可以获得大量频繁的数据，所以越来越受到地球物理研究的关注。

本文旨在应用地脉动数据，研究城市地下三维速度结构建模，以期为城市建设和管理提供基础信息和科学依据。

二、研究内容和方法

1.研究内容

本文主要研究城市地下三维速度结构的建模，其中涉及以下方面的内容：

（1）地脉动数据的获取与处理

利用地脉动仪器采集城市地脉动数据，通过数据预处理、信噪比提升和数据质量评估等步骤，获取有效的地脉动数据。

（2）速度结构的反演方法

根据地脉动资料反演城市地下速度结构，探究适用于城市地下速度结构反演的方法和模型。

（3）城市地下三维速度模型的建立与分析

根据反演结果，建立城市地下三维速度模型，结合实际的地质情况进行分析和解释。

2.研究方法

本文主要采用以下研究方法：

（1）地脉动数据处理与分析

通过地脉动仪器采集城市地脉动数据，使用MATLAB等软件对数据进行预处理、去噪和数据质量评估等步骤，得到满足反演要求的地脉动数据。

（2）速度结构反演模型

采用反演算法对地脉动数据进行反演，得到城市地下速度结构信息。

（3）城市地下三维速度模型的建立与分析

基于反演结果，对城市地下速度模型进行三维建模，并对模型进行分析和解释。

三、研究进度安排

本文的研究计划如下：

第一年：

1.资料搜集及文献复习

2.地脉动数据采集及处理

3.反演算法的研发和测试

第二年：

1.反演结果分析与讨论

2.三维速度模型建立

第三年：

1.模型分析与解释

2.总结与撰写论文

四、预期成果

本研究预期取得的成果：

（1）城市地下速度结构的反演方法和模型；

（2）城市地下三维速度模型的建立和分析；

（3）相关论文和学术报告。

五、研究经费

本研究预计需要经费25万元，分别用于地脉动仪器的购置、数据处理软件的购买、实验用品和材料的购置等方面。经费来源为学校科研经费和相关基金申请。