蔡红柱

基本信息Personal Information

教授 博士生导师 硕士生导师

主要任职 : 地球物理与空间信息学院副院长

其他任职 : 欧洲地质学家与工程师学会(EAGE)浅地表专委会委员及中国区联络人、中国可持续发展研究会海洋资源开发技术与装备专业委员会委员、中国地球物理学会工程地球物理专委会委员、中国仪器仪表学会地质仪器分会常务理事及副秘书长

曾获荣誉 : 2018 国家级人才计划(青年项目)
2018福布斯中国30位30岁以下精英榜(科技领域)
第15届中国国际电磁学术研讨会、青年论坛优秀大会报告
中国地球物理学会工程地球物理专业委员会2020年学术年会优秀报告一等奖
中共中央党校2019年第一批青年英才研修班学员

性别 : 男

毕业院校 : University of Utah(犹他大学)

学历 : 博士研究生

学位 : 博士

在职信息 : 在职

所在单位 : 地球物理与空间信息学院

入职时间 : 2018年11月01日

学科 : 地球物理学

办公地点 : 中国地质大学(武汉)西区 基委楼 206

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个人简介Personal Profile


蔡红柱,男,19894月生,安徽颍上人,博士,中国地质大学(武汉)教授、博士生导师、地球物理与空间信息学院副院长。蔡红柱教授本科毕业于中南大学,2009年赴美国犹他大学攻读地球物理学硕士及博士学位,师从地球物理反演及电磁法领域国际学术大师Michael Zhdanov教授。博士毕业后先后在美国犹他大学及丹麦奥胡斯大学从事博士后及助理教授工作。2018年获批国家级青年人才项目,并入选2018福布斯中国3030岁以下精英榜。蔡红柱教授现任欧洲地质学家与工程师学会(EAGE)浅地表专委会委员及中国区联络人、中国可持续发展研究会海洋资源开发技术与装备专业委员会委员、中国地球物理学会工程地球物理专委会委员、中国仪器仪表学会地质仪器分会常务理事及副秘书长等职务;同时担任国家自然科学基金委重点、面上等项目评审专家;国家级人才计划通讯评审专家。蔡红柱教授先后承担了国家级人才计划青年项目、国家自然科学基金面上项目、中科院战略先导子课题等多个项目,项目经费近千万人民币。

蔡红柱教授加盟中国地质大学后成立了地球物理数值模拟成像新方法技术团队,团队现有博士后1人,博士3人(已毕业1人),硕士9人。其中博士后李广现就职于东华理工大学,硕士生导师。主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金、湖北省博士后创新研究岗位、江西省自然科学基金等项目10余项。已毕业博士龙志丹现就职于郑州大学,直聘副研究员,曾获2021年度校级优秀博士论文。博士期间以第一作者或导师以外第一作者在Geophysics, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing等期刊上发表论文3篇。谢敬涛博士主要从事大地电磁正反演与资料解释研究,在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing等期刊上发表论文2篇,现入职湖南科技大学任特任副教授。在读博士何思远主要从事机器学习在重磁、电磁反演方面的研究,在地球科学领域顶级期刊JGR: Solid Earth上发表机器学习反演相关研究成果,曾获2018年硕士国家奖学金。在读博士何子昂主要从事考虑激电效应的瞬变电磁正反演、机器学习等方面的研究,曾获2019年地空学院优秀推免生。其余团队成员均为硕士,分别是:刘明宏、冼锦炽、孔瑞金、韩石鑫、徐子璐、吴景、罗杭、熊咏春、杨浩。团队科研经费充足,期待优秀的博士后、博士生、硕士生加盟!

团队主要从事地球物理电磁、重磁等方法的大规模数值模拟及反演成像新方法研究。在JGR: Solid Earth, Geophysics, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Computers & Geosciences等勘探地球物理领域国际一流学术期刊发表论文30余篇。团队的代表性研究成果及贡献具体总结为如下几个方面:

更多相关科研信息请点击ResearchGate主页 https://www.researchgate.net/profile/Hongzhu_Cai


1. 机器学习在地球物理(重磁电)模拟成像领域的应用

随着机器学习在自然语言识别、图像分类、医疗影像判读等领域的大放异彩,机器学习算法也被应用到大量的地球物理问题(如数据去噪,断层识别,快速反演等问题)。本课题组立足于前人的科研成果与较为完整的正反演算法体系,结合机器学习算法,针对地球物理成像领域进行了广泛的探索。

(Ⅰ)(数据驱动)使用重力数据与卷积神经网络对沉积盆地进行高精度反演:

区域地球物理研究中的重力测量可以用来估计沉积基底界面的深度。蔡红柱教授团队研究了一种利用卷积神经网络(CNN)直接从重力数据反演沉积盆地形态的新方法。基于随机中点位移法并结合重力观测资料的特征,可以生成一套较为真实的沉积-基底界面模型。这种新的模型生成方法可以大大减少训练数据集的规模。在综合模型上的应用表明,所开发的CNN反演方法能够较好地捕捉复杂地质模型中沉积-基底界面的详细特征。蔡红柱教授团队也成功地将所开发的方法和工作流程应用到实地研究中。此方法为利用重磁场估计物性差异界面打开了一个新的窗口。相关成果于2021年发表在Nature Index收录的地球科学领域顶级学术期刊JGR: Solid Earth上并得到了国内外同行的高度关注。


1.1 使用重力数据与卷积神经网络反演沉积盆地形态的映射


(Ⅱ)(物理驱动)基于岩石频谱曲线提取岩石激电效应参数:

利用测量的岩石频谱曲线可以基于Cole-Cole模型和GEMTIPgeneralized effective-medium theory of induced polarization)模型提取激电效应参数。蔡红柱教授团队研究了一种结合物理信息约束的神经网络(PINNs)的快速提取极化率、频率因子、零频电阻率、时间常数等参数的方法。这种方法能有效地提取Cole-Cole模型的表征参数,对于多解性极强的GEMTIP模型则提供了一种可行的分析手段。由于Cole-Cole模型和GEMTIP模型的反演参数较多,在有限的约束条件下,仅通过数据拟合难以评价反演模型的有效性。通过将PINNs和混合优化算法(全局搜索利用模拟退火和遗传算法结合,局部利用共轭梯度算法)结合,可以实现对GEMTIP模型直接预测,避免了传统反演对于多参数预测的不确定性。

(Ⅲ)基于机器学习算法的电磁信号去噪:

团队成员博士后李广首次系统的分析并利用了大地电磁以及可控源电磁数据的稀疏性,提出了系列基于稀疏编码与字典学习的电磁法强干扰压制方法。其中经过改进的移不变稀疏编码(ISISC)字典学习去噪方法能够从观测数据中自主学习到大地电磁数据中人文噪声的特征结构(或可控源电磁数据的周期特征),并利用学习到的特征结构重构出目标信号,实现高精度的信噪分离。该方法在大地电磁及广域电磁数据处理中获得良好的应用效果。研究成果对于提高强干扰环境下电磁法数据质量、突破强干扰环境下电磁法信噪分离难题具有重要意义。

部分相关成果:

1. Siyuan He, Hongzhu Cai*, Shuang Liu, Jingtao Xie & Xiangyun Hu. 2021. Recovering 3D Basement Relief Using Gravity Data Through Convolutional Neural Networks. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126(10).

2. Guang Li, Zhushi He, Jingtian Tang, Juzhi Deng, Xiaoqiong Liu & Huijie Zhu. 2021. Dictionary learning and shift-invariant sparse coding denoising for controlled-source electromagnetic data combined with complementary ensemble empirical mode decomposition. Geophysics, 86(3): E185-E198.


2. 大规模三维可控源电磁模拟成像及多进制反演研究

可控源电磁方法在石油及矿产资源勘探领域有着广泛的应用。通过观测的电磁数据进行反演成像可获取地下电阻率的空间分布。地下电性结构通常呈现复杂的三维分布,如果利用传统的一维或二维反演,获得的地下电性结构信息会和真实地电模型存在较大偏差。为解决这一问题,蔡红柱教授及其团队多年来致力于三维电磁大规模数值模拟及成像的研究。主要利用基于变形六面体及非结构化四面体的有限单元以及积分方程法对地下电性结构进行精确模拟。针对大规模计算的需求,利用启动经费依托中国地质大学(武汉)网络中心平台搭建了一套高性能计算集群。集群包括13个计算节点,每个结点有两颗Intel Xeon 6220 CPU(共40核),内存为384GB;其中一个节点为GPU节点(含一块Tesla V100高性能显卡)。同时课题组还和天津国家天河超级计算中心合作,算力充沛。在此基础上开发了多种针对性的反演算法及软件。


2.1 计算机集群


传统电磁反演得到的地下电阻率分布较为扩散,为精确地质解释带来了较大的挑战。针对这一问题,蔡红柱教授团队将多进制变换的概念引入到可控源电磁三维反演中,实现了基于多进制变换及非结构化网格剖分的矢量有限元大规模并行反演,并在甘肃柳园地区花牛山铅锌矿上取得良好效果。该成果于2021年发表于勘探地球物理领域顶级学术期刊Geophysics上并得到了国内外同行的高度关注。

2.2 甘肃柳园地区花牛山铅锌矿可控源电磁法数据多进制反演结果


部分相关成果:

1. Hongzhu Cai, Zhidan Long, Wei Lin, Jianhui Li, Pinrong Lin & Xiangyun Hu, 2021, 3D multinary inversion of CSEM data based on finite element method with unstructured mesh, Geophysics, 86(1), E77-E92.

2. Zhidan Long, Hongzhu Cai*, Xiangyun Hu, Gang Li & Ouyang Shao, 2020, Parallelized 3-D CSEM Inversion With Secondary Field Formulation and Hexahedral Mesh. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 58(10), 6812-6822.

3. Hongzhu Cai, Xiangyun Hu, Bin Xiong & Michael Zhdanov, 2017, Finite element time domain modeling of electromagnetic data in general dispersive medium using adaptive Padé series, Computers & Geosciences, 109, 194-205.

4. Hongzhu Cai, Bin Xiong*, Muran Han & Michael Zhdanov, 2014, 3D controlled-source electromagnetic modeling in anisotropic medium using edge-based finite element method, Computers & Geosciences, 73, 164-176.


3. 瞬变电磁反演成像

瞬变电磁法被广泛应用于矿产,地下水资源勘探等领域。随着计算技术的快速发展以及传统的一维、二维反演难以满足精细探测的需求,电磁法数据三维解释成为了当前的研究热点与趋势。蔡红柱教授团队长期致力于瞬变电磁三维正演模拟与反演成像算法研究,为避免常规节点有限元模拟带来的伪解问题并精确模拟地形影响,开发了基于不规则网格的矢量有限元方法的三维瞬变电磁法模拟算法;在三维正演平台的基础上开发出了高效的并行反演方法。该算法在传统地面瞬变电磁系统、拖曳式瞬变电磁系统、半航空瞬变电磁系统等多种探测平台得到验证,并在山西基安达煤矿采空区积水探测中取得良好结果。

3.1 拖曳式瞬变电磁系统埋藏河谷模型反演结果

3.2 山西基安达煤矿采空区积水瞬变电磁探测结果


部分相关成果:

1. Hongzhu Cai*, Minghong Liu, Junjun Zhou, Jianhui Li & Xiangyun Hu. Effective 3D TEM inversion using finite element method with parallel direct solver, Geophysics, 2022.

2. Hao Yang, Hongzhu Cai*, Minghong Liu, Yongchun Xiong, Zhidan Long, Jianhui Li & Xiangyun Hu. Three-dimensional Inversion of Semi-Airborne Transient Electromagnetic Data Based on Finite Element Method, Near Surface Geopgysics, 2021. 

3. 刘明宏, 蔡红柱*, 杨浩, 熊咏春, & 胡祥云. (2022). 地面与半航空瞬变电磁法三维联合反演. 地球物理学报, 0-0.


4. 大地电磁方法及数值模拟技术

大地电磁测深法(Magnetotelluric, MT)是利用天然电磁场研究地下电性结构的地球物理方法,该方法具有对低阻体灵敏、探测深度大等特点,在地热勘探、地壳以及上地幔电性结构成像等方面获得了广泛应用。蔡红柱教授团队通过矢量有限单元法实现了高精度三维大地电磁各向同性/各向异性正演模拟,采用不规则六面体/四面体单元对离散模拟区域,能准确模拟复杂目标体和起伏地形。基于此,开发了基于高斯-牛顿的三维大地电磁反演技术,将开发的算法应用于新疆轮台地区的三维大地电磁数据中,有效揭示了该区域可能存在的盐层以及相应的电性结构,该研究成果获得了国内同行的一致认可。此外,在反演目标函数中添加电流畸变约束项,可以有效抑制电流畸变对反演结果的影响。为了节约计算内存和提升反演效率,将开发的算法从模型空间转换到数据空间。蔡红柱教授团队还开发了三维大地电磁各向异性反演算法,能有效恢复主轴x y 方向的电阻率,目前该算法仍处于进一步研究过程中。


4.1 轮台地区三维大地电磁反演结果


部分相关成果:

1. Jingtao Xie, Hongzhu Cai*, Xiangyun Hu, Zhidan Long, Shan Xu, Changmin Fu, Zhongxing Wang & Qingyun Di*, 2021, 3-D Magnetotelluric Inversion and Application Using the Edge-based Finite Element with Hexahedral Mesh, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, doi: 10.1109/TGRS.2021.3079420.

2. Jingtao Xie, Hongzhu Cai*, Xiangyun Hu, Shixin Han, Minghong Liu, 2022, Three-Dimensional Magnetotelluric Inversion for Triaxial Anisotropic Medium in Data Space. Minerals, 12(6), 734.


5. 地球物理数据联合反演

不同的地球物理场能够提供地下介质不同物理性质的信息,重力、磁法、电磁和地震方法分别反映地质模型密度、磁化率、电阻率和波速情况。由于实际观测的数据量有限并且存在误差,对反演结果的可靠性和分辨率有较大的影响。联合反演将多种地球物理数据同时反演,结合多种方法的优点,往往可以得到比单独反演更可靠、分辨率更高的反演结果,目前联合反演方法在地球物理中已经得到了广泛的应用。蔡红柱教授团队基于Gramian算子约束和非结构化网格开发了联合反演算法,通过最小化Gramian算子,增强反演模型之间的结构相似性,并使用非结构化四面体网格,可以模拟几何形态复杂的异常体。将该算法应用于加拿大McFaulds Lake航空重磁数据,对比单独反演,联合反演得到了在结构上更加相似的密度和磁化率分布。


图5.1 McFaulds Lake,Canada重磁数据反演结果

科研项目

(一)主持项目

2021.12-2026.11,中国地质大学(武汉)

国家重点研发计划:火星的宜居环境与生命信号探索研究(项目总经费:1428万人民币)

课题二:火星表层以下水冰分布与宜居环境探测(2021YFA0716102),290万人民币,课题负责人


2020.01-2023.12,中国地质大学(武汉)

国家自然科学基金面上项目:基于GEMTIP激电模型的瞬变电磁法并行多进制反演研究(41974089),63万人民币,项目负责人

 

2022.1-2023.12,中国地质大学(武汉)

中石油东方地球物理公司横向项目:基于云平台的大地电磁三维反演软件开发,48万人民币,项目负责人


2018.12-2020.12,中国地质大学(武汉)

中科院战略先导项目子课题:新疆轮台大地电磁探测项目,48万人民币,项目负责人

 

2018.11-2023.11,中国地质大学(武汉)

国家级人才计划青年项目启动基金,200万人民币,项目负责人

 

2018.11-2023.11,中国地质大学(武汉)

中国地质大学高层次人才引进启动基金,300万人民币,项目负责人

 

2017.6-2018.9,丹麦奥胡斯大学

(1) EU H2020 Research-Innovation-Action Project: Smart Exploration, 25万欧元,课题负责人兼首席研究员

(2) IFD (Innovation Fund Denmark) Project: AirTec4Water, 200万欧元,课题负责人兼首席研究员

 

(二)参加项目

2021.8-2024.7,中国地质大学(武汉)

其他省市科研项目:大同盆地重点地区深部高温地热详查,3619.3万人民币,研究骨干

 

2020.1-2021.6,中国地质大学(武汉)

横向一般项目:瞬变电磁法三维反演解释系统研究,20万人民币,研究骨干

 

2018.5-2019.5,中国地质大学(武汉)

横向地勘资质项目:山西省阳高县-天镇县一带干热岩地热资源预可行性勘查地球物理勘探,426万人民币,研究骨干


学术职务及专家评审经历

国家自然科学基金委重点项目、面上项目、青年项目评审专家

国家级人才计划通讯评审专家

欧洲地球科学家与工程师学会(EAGE)近地表地球物理分部中国区联络人

中国可持续发展研究会海洋资源开发技术与装备专业委员会委员

中国地球物理学会工程地球物理专业委员会委员

《中南大学学报(自然科学版)》编委

第七届三维电磁国际研讨会大会共同召集人(武汉,2023

中国地球科学联合会 2021 年会专题召集人(珠海,2021

中国地球科学联合会 2020 年会专题召集人(重庆,2020

中国地球科学联合会 2019 年会专题召集人(北京,2019

第二届环境与地球科学国际学术研讨会技术委员会委员(杭州,2019)

第七届国际航空电磁研讨会技术委员会委员与分会场主席(Kolding, Denmark, 2018)

美国勘探地球物理学年会(SEG)分会场主席(Houston, Texas, 2017

美国勘探地球物理学年会(SEG)分会场主席(Dallas, Texas, 2016

Geophysics, Geophysical Journal International, Computers & Geosciences, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing , 地球物理学报等期刊审稿人


授课信息

《三维电磁勘探》研究生

《勘查地球物理导论》本科生


著作成果

熊彬,徐志锋,蔡红柱. MATLAB地球物理科学计算实战. 武汉:中国地质大学出版社,2020.

Hongzhu Cai and Yue Zhu, 2017, 3D Modeling and Inversion of Gravity Data in Exploration Scale, Book Chapter for Gravity, ISBN 978-953-51-5685-7.

蔡红柱,熊彬,徐志峰,李长伟. 基于非规则结构化网格的电导率各向异性三维电磁有限元数值模拟系统,登记号:2020SR0381060,证书号:5259756.

蔡红柱,胡祥云,熊彬. 基于非结构化网格的电导率向向异性可控源电磁三维并行矢量有限元数值模拟系统,登记号:2020SR0381065,证书号:5259761.


论文成果

(一)期刊论文(*代表通讯作者)

1.  Jingtao Xie, Hongzhu Cai*, Xiangyun Hu, Shixin Han & Minghong Liu. 2022. Three-Dimensional Magnetotelluric Inversion for Triaxial Anisotropic Medium in Data Space, Minerals, 12: 734.

2. 刘明宏, 蔡红柱*, 杨浩, 熊咏春 & 胡祥云. 2022. 地面与半航空瞬变电磁法三维联合反演, 地球物理学报.

3.  Hua Deng, Xiangyun Hu, Hongzhu Cai, Shuang Liu, Ronghua Peng, Yajun Liu & Bo Han. 2022. 3D Inversion of Magnetic Gradient Tensor Data Based on Convolutional Neural Networks, Minerals, 12: 566.

4.  Junjun Zhou, Xiangyun Hu, Hongzhu Cai, Zhidan Long & Ningbo Bai. 2022. Three-dimensional regularized inversion of magnetotelluric data with a minimum support gradient constraint, Physics of the Earth and Planetary Interiors, 324: 106842.

5.  Hao Yang, Hongzhu Cai*, Minghong Liu, Yongchun Xiong, Zhidan Long, Jianhui Li & Xiangyun Hu. 2021. Three-dimensional inversion of semi-airborne transient electromagnetic data based on finite element method, Near Surface Geophysics.

6.  Junjun Zhou, Xiangyun Hu & Hongzhu Cai. 2021. Three-Dimensional Finite-Element Analysis of Magnetotelluric Data Using Coulomb-Gauged Potentials in General Anisotropic Media. Pure and Applied Geophysics: 1-21.

7.  Siyuan He, Hongzhu Cai*, Shuang Liu, Jingtao Xie & Xiangyun Hu. 2021. Recovering 3D Basement Relief Using Gravity Data Through Convolutional Neural Networks. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126.

8.  Jingtao Xie, Hongzhu Cai*, Xiangyun Hu, Zhidan Long, Shan Xu, Changmin Fu, Zhongxing Wang & Qingyun Di. 2021. 3-D Magnetotelluric Inversion and Application Using the Edge-Based Finite Element With Hexahedral Mesh. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, PP: 1-11.

9.  Junjun Zhou, Xiangyun Hu, Tiaojie Xiao, Hongzhu Cai, Jianhui Li, Ronghua Peng & Zhidan Long. 2021. Three-dimensional edge-based finite-element modeling of magnetotelluric data in anisotropic media with a divergence correction. Journal of Applied Geophysics, 189: 104324.

10.  Bo Zhang, Engebretsen Kim, Fiandaca Gianluca, Hongzhu Cai & Esben Auken. 2021. 3D inversion of time domain electromagnetic data using finite elements and a triple mesh formulation. GEOPHYSICS, 86: 1-43.

11.  Hongzhu Cai*, Zhidan Long, Wei Lin, Jianhui Li, Pinrong Lin & Xiangyun Hu. 2021. 3D multinary inversion of CSEM data based on finite element method with unstructured mesh. Geophysics, 86: E77-E92.

12.  Zhidan Long, Hongzhu Cai*, Xiangyun Hu, Gang Li & Ouyang Shao. 2020. Parallelized 3-D CSEM Inversion With Secondary Field Formulation and Hexahedral Mesh. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, PP: 1-11.

13.  Gang Li, Shuangmin Duan, Hongzhu Cai, Bo Han & Yixin Ye. 2020. An improved interpolation scheme at receiver positions for 2.5D frequency-domain marine controlled-source electromagnetic forward modelling. Geophysical Prospecting.

14.  Jianhui Li, Xiangyun Hu, Hongzhu Cai & Yajun Liu. 2019. A FETD forward modelling algorithm for transient electromagnetics excited by grounded‐wire sources. Geophysical Prospecting, 68.

15.  Liu Weiqiang, Qingtian Lü, Rujun Chen, Pinrong Lin, Chaojian Chen, Liangyong Yang & Hongzhu Cai. 2019. A modified empirical mode decomposition method for multi-period time series detrending and the application in full-waveform induced polarization data. Geophysical Journal International, 217: 1058-1079.

16.  Gang Li, Hongzhu Cai* & Chun-Feng Li. 2019. Alternating Joint Inversion of Controlled-Source Electromagnetic and Seismic Data Using the Joint Total Variation Constraint. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 57: 5914-5922.

17.  Xiaodong Luan, Qingyun Di, Hongzhu Cai, Michael Jorgensen & Xiaojing Tang. 2018. CSAMT Static Shift Recognition and Correction Using Radon Transformation. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, PP: 1-5.

18.  Chang-Hong Lin, Sumei Zhong, Esben Auken, Hongzhu Cai, Handong Tan, Miao Peng & Wenxin Kong. 2017. The effects of 3D topography on CSAMT responses. GEOPHYSICS, 83: 1-52.

19.  Weiqiang Liu, Pinrong Lin, Qingtian Lü, Rujun Chen, Hongzhu Cai & Jianhua Li. 2017. Time Domain and Frequency Domain Induced Polarization Modeling for Three-dimensional Anisotropic Medium. Journal of Environmental and Engineering Geophysics, 22: 435-439.

20.  Hongzhu Cai, Xiangyun Hu, Bin Xiong & Michael Zhdanov. 2017. Finite-element time-domain modeling of electromagnetic data in general dispersive medium using adaptive Padé series. Computers & Geosciences, 109.

21.  Hongzhu Cai, Xiangyun Hu, Bin Xiong, Esben Auken, Muran Han & Jianhui Li. 2017. Finite element time domain modeling of controlled-Source electromagnetic data with a hybrid boundary condition. Journal of Applied Geophysics, 145.

22.  Hongzhu Cai & Michael Zhdanov. 2017. Joint Inversion of Gravity and Magnetotelluric Data for the Depth-to-Basement Estimation. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, PP: 1-5.

23.  Liu Weiqiang, Rujun Chen, Hongzhu Cai & Weibin Luo. 2017. Correlation analysis for spread spectrum induced polarization signal processing in electromagnetically noisy environments. GEOPHYSICS, 82: 1-48.

24.  Hongzhu Cai, Xiangyun Hu, Jianhui Li, Masashi Endo & Bin Xiong. 2016. Parallelized 3D CSEM modeling using edge-based finite element with total field formulation and unstructured mesh. Computers & Geosciences, 99.

25.  Daeung Yoon, Michael Zhdanov, Johan Mattsson, Hongzhu Cai & Alexander Gribenko. 2016. A hybrid finite-difference and integral-equation method for modeling and inversion of marine controlled-source electromagnetic data. GEOPHYSICS, 81: E323-E336.

26.  Michael Zhdanov & Hongzhu Cai*. 2016. Redatuming controlled-source electromagnetic data using Stratton-Chu type integral transformations. Journal of Applied Geophysics, 126.

27.  Liu Weiqiang, Rujun Chen, Hongzhu Cai & Weibin Luo. 2016. Robust statistical methods for impulse noise suppressing of spread spectrum induced polarization data, with application to a mine site, Gansu Province, China. Journal of Applied Geophysics.

28.  Hongzhu Cai* & Michael Zhdanov. 2016. Three-Dimensional Inversion of Magnetotelluric Data for the Sediment–Basement Interface. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters.

29.  Hongzhu Cai, Bin Xiong & Michael Zhdanov. 2015. Three-dimensional marine controlled-source electromagnetic modelling in anisotropic medium using finite element method. Chinese Journal of Geophysics- Chinese Edition, 58: 2839-2850.

30.  Hongzhu Cai* & Michael Zhdanov. 2015. Modeling and Inversion of Magnetic Anomalies Caused by Sediment–Basement Interface Using Three-Dimensional Cauchy-Type Integrals. Geoscience and Remote Sensing Letters, IEEE, 12: 477-481.

31.  Hongzhu Cai, Bin Xiong, Muran Han & Michael Zhdanov. 2014. 3D controlled-source electromagnetic modeling in anisotropic medium using edge-based finite element method. Computers & Geosciences, 73.

32.  Hongzhu Cai & Michael Zhdanov. 2014. Application of Cauchy-type integrals in developing effective methods for depth-to-basement inversion of gravity and gravity gradiometry data. Geophysics, 80.

33.  Michael Zhdanov, Hongzhu Cai & Glenn Wilson. 2012. Migration transformation of two-dimensional magnetic vector and tensor fields. Geophysical Journal International, 189: 1361-1368.

34.  Michael Zhdanov, Hongzhu Cai & Glenn Wilson. 2012. 3D Inversion of SQUID Magnetic Tensor Data. Journal of Geology & Geosciences, 1.


 (二)会议论文

1.  Yajun Liu, Hongzhu Cai, Xiangyun Hu & Ronghua Peng. 2019. 3D forward modeling and analysis for loop-source transient electromagnetic data based on finite-volume method in an arbitrarily anisotropy earth. GEM 2019 Xi'an: International Workshop and Gravity, Electrical & Magnetic Methods and their Applications: 272-275.

2.  Gang Li, Hongzhu Cai & Wenyi Hu. 2019. Approximate sensitivities for the frequency-domain 2D marine CSEM inversion. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2019: 1145-1148.

3.  Alireza Malehmir, Antti Pasanen, A. Sims, Aaron Brownley, Hongzhu Cai, et al. 2018. SAGEEP 2018 papers with only a paragraph abstract. Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2018: 1-201.

4.  Hongzhu Cai, Esben Auken & Gianluca Fiandaca. 2017. 3D finite element modelling and inversion with unstructured mesh for ground-based and semi-airborne TEM data. 7th International Workshop on Airborne Electromagnetics.

5.  Hongzhu Cai & Michael Zhdanov. 2017. Finite-element time-domain electromagnetic modeling with induced-polarization effects using adaptive Padé series. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2017: 1163-1168.

6.  Weiqiang Liu, Pinrong Lin, Qingtian Lv, Rujun Chen, Hongchun Yao, Ruijie Shen & Hongzhu Cai. 2017. FORWARD MODELING OF INDUCED POLARIZATION IN AN ANISOTROPIC CONDUCTIVE SUBSURFACE. Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2017: 303-316.

7.  Daeung Yoon, Michael Zhdanov, Hongzhu Cai & Alexander Gribenko. 2015. A hybrid finite difference and integral equation method for modeling and inversion of marine CSEM data Daeung Yoon*, Michael S. Zhdanov, Hongzhu Cai, and Alexander Gribenko, University of Utah and. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2015.

8.  Hongzhu Cai*, Martin Cuma & Michael Zhdanov. 2015. Three-dimensional parallel edge-based finite element modeling of electromagnetic data with field redatuming. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2015.

9.  Hongzhu Cai* & Michael Zhdanov. 2015. Magnetotelluric inversion for depth-to-basement estimation. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2015.

10.  Hongzhu Cai* & Michael Zhdanov. 2014. Inversion of gravity data in the Big Bear Lake Area to recover depth to basement using Cauchy-type integrals. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2014.

11.  Hongzhu Cai* & Michael Zhdanov. 2013. Redatuming of borehole-to-surface electromagnetic data at the Kevin Dome exploration site. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2013.

12.  Bin Xiong & Hongzhu Cai*. 2013. The Characteristics of Magnetotelluric Responses for anisotropic conductivity. SEG Annual Meeting 2013.

13.  Michael Zhdanov & Hongzhu Cai*. 2013. Inversion of gravity and gravity gradiometry data for density contrast surfaces using Cauchy-type integral. SEG Annual Meeting 2013.

14.  Qiang Jianke, Zhou Junjie & Hongzhu Cai. 2013. Synthetic study of 2.5-D ATEM based on finite element method. Near Surface Geophysics Asia Pacific Conference.

15.  Michael Zhdanov & Hongzhu Cai*. 2012. Redatuming borehole-to-surface electromagnetic data using Stratton-Chu integral transforms. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2012.

16.  Michael S. Zhdanov, Hongzhu Cai* & Glenn A. Wilson 2011. 3D inversion of full tensor magnetic gradiometry (FTMG) data. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2011.



  • 教育经历Education Background
  • 工作经历Work Experience
  • 研究方向Research Focus
  • 社会兼职Social Affiliations
  • 人工智能技术在地球物理领域的应用
  • 多种地球物理数据联合反演成像
  • 三维电磁场,重力场与磁场的反演及快速成像技术
  • 三维电磁场并行正演模拟
  • 电磁法在深部油气、矿产勘探及水文环境调查领域的应用