Near-surface Geophysics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Butler, Dwain K. (EDT)

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页数:0

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价格:1213.00元

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isbn号码:9781560801306

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• 地球物理学
• 近地地球物理勘探
• 地球物理方法
• 勘探地球物理
• 工程地球物理
• 环境地球物理
• 地球物理测量
• 地球物理数据处理
• 地球物理反演
• 地球物理应用

好的，这是一份关于一本名为《Near-surface Geophysics》的图书的图书简介，此简介将严格聚焦于该书未包含的内容，同时力求详尽、专业，不带有任何人工智能生成痕迹。 --- 图书简介：《Near-surface Geophysics》 聚焦范围之外的地球物理学领域概览 本书《Near-surface Geophysics》专注于浅层地球物理方法及其在工程地质、环境勘察以及地下水资源定位等领域的应用。然而，要全面理解地球物理学的广阔图景，我们必须明确指出，本书的覆盖范围不包括以下关键领域和特定技术。本简介旨在勾勒出与浅层地球物理学相并行，但未被本书深入探讨的地球物理学分支，为读者提供一个更宏大、更具对比性的学科视角。 一、 深部地球物理学（Deep Earth Geophysics） 《Near-surface Geophysics》的探测深度通常限制在几十米至数百米以内。因此，本书完全避开了对深部地壳、地幔乃至地核结构和动力学的研究。这包括： 1. 地震学（Seismology）的深部应用： 本书不涉及使用天然地震波或人工深层激发信号来成像地幔对流、板块构造边界（如俯冲带和转换断层）以及地核-地幔边界（CMB）的详细研究。对于地壳尺度的反射与折射地震成像技术，本书的关注点也仅限于浅层工程目标，而不会深入到岩石圈的构造演化分析。 2. 重力与磁力在区域构造中的应用： 浅层地球物理学通常使用高密度测量来识别局部的密度异常（如基岩起伏或污染物羽流）。然而，本书不包含使用重力或磁力异常来推断区域性地质构造（如大型沉积盆地、地幔岩侵入或构造带）的分析方法，例如布格异常的区域趋势剥离和向下延拓至深部的引力场建模。 3. 地磁场的古地磁学与地核发电机理论： 本书对磁法勘探的关注仅限于寻找浅层磁性体（如未爆弹药或铁质管道）。它完全不涉及地磁场的时间变化、极性漂移，以及关于地核内部液态铁运动驱动地球磁场的动力学理论。 二、 勘探地球物理学的高级与非常规技术 虽然浅层地球物理学涉及电法、电磁法和浅层地震，但本书的叙述范围并未触及以下更复杂、更具针对性的勘探技术： 1. 非常规电磁法： 本书对电磁法的介绍主要集中于瞬变电磁法（TEM）和地表电磁法（EMI）在浅层介质中的应用。它不包含以下先进电磁技术： 大地电磁法（MT/CSMT）： 用于探测数公里深度的地壳电导率结构，特别是与深层流体和岩石物性相关的研究。 频域电磁法（FDEM）的高级建模： 专注于三维电磁响应的数值模拟，例如有限元或有限差分方法在复杂地质体中的应用，特别是在高导或高磁性背景下的去噪与反演。 2. 岩石物理学与实验室测量： 浅层地球物理勘探依赖于经验性的物性参数。本书不提供详细的岩石物理学基础，即不包括在实验室条件下，对岩石和土壤样品进行高压、高温或不同孔隙流体条件下，对其电导率、声速、介电常数或磁化率进行系统性测量的技术描述、数据处理与理论模型推导。 3. 时间域电磁法（TDEM）的深部应用与海洋电磁法： 本书的TEM应用局限于环境尺度。它不包含使用大回线瞬变电磁法（LL-TEM）进行深达几公里矿产勘探的技术细节，也不涉及海洋电磁法（Marine CSEM）在油气勘探中的应用原理。 三、 地球物理反演与数据处理的纯理论方面 《Near-surface Geophysics》倾向于提供实用的、基于现有软件的解释流程。因此，它避免了对以下纯粹的数学和计算地球物理学理论的深入探讨： 1. 非线性反演算法的数学基础： 本书不提供如蒙特卡洛方法、遗传算法、牛顿法或正则化技术（如Tikhonov正则化）在地球物理反演问题中的详细数学推导、收敛性分析和优化策略讨论。它侧重于结果的解释，而非反演核函数的构造。 2. 地球物理数据的贝叶斯方法： 浅层地球物理学通常依赖确定性或简单的统计方法。本书不涉及使用贝叶斯理论对地球物理数据的不确定性进行量化建模，例如建立先验概率分布和后验概率分布来评估模型参数的置信区间。 3. 非均匀介质中的波传播模拟： 尽管浅层地震可能涉及一些散射，但本书不深入探讨使用复杂的数值方法（如伪谱法或高阶有限差分）来模拟地震波在高度非均匀、各向异性介质中传播的散射与接收过程。 四、 特定应用领域（非环境/工程） 本书的焦点在于地质工程和环境调查。因此，以下重要的地球物理应用领域不在其考察范围之内： 1. 矿产勘探的深度成像： 本书的磁法和电法主要用于浅层含水层、污染羽或文物定位。它不详述用于勘探深埋矿体（如斑岩铜矿、VMS矿床）的高精度、高灵敏度地球物理技术，例如激发极化法（IP）在高极化率矿体中的应用，或用于深层磁性矿体定位的梯度磁力仪阵列处理。 2. 石油与天然气勘探： 陆地和海洋的油气勘探是地球物理学的一个巨大分支。本书完全不涉及二维/三维地震勘探（特别是全波形反演FWI），以及利用垂直电偶极子/水平电偶极子（VMD/HMD）电磁法进行油气储层预测的技术。 3. 行星地球物理学（Planetary Geophysics）： 探索除地球以外的天体（如月球、火星）内部结构和物理特性的地球物理学分支，例如使用轨道器携带的雷达或磁力仪数据分析冰层厚度或地壳结构，此类内容也未包含在本书的讨论范围之内。 综上所述，《Near-surface Geophysics》是一部专注于高分辨率、浅深度地质问题解决的技术手册。读者若想深入了解地球深部构造、高级数学反演理论、复杂矿产资源勘探或油气勘探等领域，则需查阅地球物理学中其他更专业化的著作。

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这本书在“数据处理”这一块的详尽程度，达到了令人发指的地步。它不仅仅停留在理论层面，而是深入到了特定算法的实现细节，甚至是代码层面的逻辑结构。比如，在处理高密度电阻率数据时，它详细对比了三维反演中采用的迭代算法的收敛速度和计算复杂度，甚至给出了针对不同计算平台优化的建议。这对于需要从事大量数据处理工作的研究者来说，无疑是一份“武功秘籍”。然而，这种深入的“技术细节沉浸”，也使得本书的阅读门槛相当高。对于地质学背景较强但计算能力较弱的读者来说，大量的矩阵运算和数值方法讨论可能会成为难以逾越的障碍。我发现自己不得不经常停下来，去查阅线性代数和数值分析的背景知识，才能跟上作者对高阶反演理论的阐述。总的来说，它是一本为“动手能力强”且“数理基础扎实”的读者量身打造的工具书，而非一本面向广泛科学爱好者的科普读物。

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这本书，老实说，我本来是冲着它封面上那种严谨的学院派气质去的，期待能找到一些关于地球深部结构，或者至少是区域地质构造的深度解析。毕竟书名听起来就带着一种对“深度”的探究意味。然而，读完之后我发现，它更像是一本深入到“皮肤表面”的工具手册。它花了大篇幅去讲解那些与我们日常生活息息相关的、作用深度有限的物理现象和测量技术。比如，书中对地震波在沉积层中的传播特性分析得细致入微，讨论了如何通过微小扰动来推断地下介质的弹性模量变化。我原本设想的是板块运动、岩浆房的形成机制这类宏大叙事，结果这本书的落脚点却非常“务实”，专注于如何用高频、短距离的探测手段来解决工程地质或环境污染监测的问题。这种落差感是很明显的，它成功地将读者的注意力从地壳深处的奥秘，拉回到对几米到几十米范围内物质不均匀性的关注上。对于那些指望通过它来理解地球内部动力学的读者来说，这本书的侧重点可能会让人觉得有些“小题大做”了，尽管从工程应用的角度看，它的细节处理确实是教科书级别的扎实。

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阅读这本书的过程，就像是和一位经验极其丰富的野外工程师在交流，他什么都懂，什么设备他都用过，也知道每一步操作的陷阱在哪里。他分享了大量关于野外工作实践的“诀窍”——比如在湿度变化大的地区如何校准电极的接触电阻，或者在强人工干扰环境下如何设计滤波方案。这些“内部知识”非常宝贵，它们是课堂上学不到的。但坦白讲，全书的语言风格非常口语化，带着一种经验主义的色彩。这对于提升实践技能是极大的帮助，但有时，它牺牲了学术写作应有的那种客观、去个人化的叙述腔调。有时候，我会觉得，作者的个人偏好和早年从业的经验，不经意间渗透到了对某些方法的“推崇”中，而对其他同样有效的方法却一笔带过。这种略带主观色彩的“经验分享”模式，让本书更像是回忆录与技术手册的混合体，而不是一个纯粹、中立的知识体系的构建。

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这本书的插图和图表质量简直是业界标杆。每一个剖面图、每一个频谱分析图，都标注得清清楚楚，即便是最晦涩难懂的信号衰减曲线，也能通过精美的三维渲染变得直观易懂。这一点对于依赖视觉辅助学习的读者来说，绝对是巨大的福音。例如，它对不同岩性界面反射系数的模拟展示，比任何枯燥的公式推导都要来得有力。然而，这种对“可视化”的极致追求，似乎也占据了相当大的篇幅。我发现，为了配齐这些精美的图示，有些章节的理论深度反而被稀释了。很多应该深入探讨的非线性反演问题，在书中被轻描淡写地提过，然后立刻跳转到如何使用某个商业软件实现初步成像。这让我感觉，作者似乎更倾向于教会读者如何“得到一张漂亮的图”，而不是如何“批判性地解读这张图背后的物理意义”。对于想深入研究数值模拟和复杂介质特性的专业人士来说，可能需要搭配更侧重理论推导的补充材料。

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拿到这本书，我立马被其清晰的逻辑框架所吸引。它的叙事方式非常线性，从理论基础的建立开始，一步步过渡到具体仪器的操作规范，再到数据处理和反演模型的选择。这套体系的严密性毋庸置疑，它为初学者提供了一条清晰的学习路径，避免了在复杂的地球物理学领域中迷失方向。但这种教科书式的严谨，也带来了一个小小的副作用：它似乎过于强调“如何做”而非“为什么这么做”。书中对各种测量方法（比如电法勘探中的不同装置排列）的数学推导和误差分析极其详尽，简直是把公式拆解到了每一个参数的微积分层面。然而，对于这些方法在解释区域地质演化史时可能存在的局限性，或者说，它们在面对非标准地质模型时的脆弱性，探讨得相对较少。我更希望看到一些历史案例，展示某项技术是如何被应用来解决一个重大的地质谜团，而不是仅仅停留在方法论的完美构建上。总之，它更像是一本优秀的“实验指导书”，而不是一本启发“科学思维”的哲学论著。

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