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矢量场和磁场层析成像方法的建立及其计算机模拟

李林  
【摘要】: 随着对地磁场研究和应用的深入,现有的地球磁场测量手段已经暴露出一些局限性。为了克服这些问题,本课题组提出一种新的地球磁场测量方法——磁旋光成像地球磁场测量方法。从原理上看,这个方法具有直观性、立体性和快速性等特点。该测量方法中涉及到对磁场图像重建的问题,本课题组利用层析成像技术对其进行磁场的图像重建。层析成像技术目前在医学、工业、航空航天、地球物理研究等许多领域得到应用,并且已经成为应用最广泛的图像重建技术。 本文阐述的是磁旋光成像地球磁场测量方法的一部分,主要是重新建立适合矢量型图像重建的层析方法,并利用计算机模拟该算法来验证方法的正确性。因此本文的工作包括以下几部分: (1)考察地球磁场测量的发展与应用并且分析现有测量方法的局限性,提出新的地球磁场的测量方法。 (2)由于磁场图像重建过程利用的是层析成像方法。本文介绍了层析方法的原理以及傅立叶变换定义和中心频谱定理,并且着重介绍了图像重建算法中的代数重建算法。这些为磁场图像重建的方法建立提供理论支持。 (3)迭代重建方法中的代数重建算法是本次重建算法的基本原型,本文分析普通标量的代数重建算法,并根据普通标量重建算法建立适用普通矢量型和磁场图像的代数重建算法,进一步分析三维地球磁场的图像重建。 (4)利用计算机对所建立的新算法进行模拟。编制程序验证新方法的正确性,最终确定该算法的精确度。


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