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时间域航空电磁横向分段组合约束反演

石油地球物理勘探 2019年第6期54卷 1376-1382,I0014页

作者：林兴元陆从德钟炳辉范崇霄成都理工大学地球物理学院四川成都610059 成都理工大学信息科学与技术学院四川成都610059

在时间域航空电磁数据反演过程中,为了保证反演结果的横向连续性,往往施加横向粗糙度约束。但是这种横向约束反演需要多个测点同时计算,当测点数增加到一定数量时,计算时间会急剧增加。针对时间域航空电磁数据量巨大的问题,提出了一种... 详细信息

在时间域航空电磁数据反演过程中,为了保证反演结果的横向连续性,往往施加横向粗糙度约束。但是这种横向约束反演需要多个测点同时计算,当测点数增加到一定数量时,计算时间会急剧增加。针对时间域航空电磁数据量巨大的问题,提出了一种横向分段组合约束反演方案。首先,对测线上的测点数据进行分段;然后,对每一数据段同时使用横向和垂向粗糙度约束,并且在数据段之间使用横向先验信息约束;最后,分析横向和垂向粗糙度约束以及横向先验信息约束对反演精度和计算时间的影响。此方案通过分段以减少计算时间,使用横向和垂向粗糙度约束保证较高的反演精度。理论模型和实测数据的计算结果验证了横向分段组合约束反演方案反演精度高,计算时间较少,具有一定的实用性。

关键词：时间域航空电磁法分段反演横向约束反演组合约束

可控源音频大地电磁和微动资料的拟二维联合反演

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物探与化探 2024年第4期48卷 1094-1102页

作者：张继伟谭慧香港中文大学(深圳)城市地下空间及能源研究院广东深圳518172

可控源音频大地电磁(CSAMT)和微动探测在城市强干扰条件下均有较好的应用前景,但单一的地球物理反演具有多解性。为了实现不同地球物理方法优势的互补,同时解决单点反演横向不连续性的问题,本文开展了CSAMT和微动探测数据的拟二维联合... 详细信息

可控源音频大地电磁(CSAMT)和微动探测在城市强干扰条件下均有较好的应用前景,但单一的地球物理反演具有多解性。为了实现不同地球物理方法优势的互补,同时解决单点反演横向不连续性的问题,本文开展了CSAMT和微动探测数据的拟二维联合反演研究。作者将横向约束矩阵引入联合反演的目标函数中,同时采用有限内存拟牛顿反演算法(LBFGS),实现了两种方法的联合反演。通过理论模型合成数据反演算例,验证了联合反演的可靠性和有效性。结果表明,联合反演相比单一数据反演能有效地提高反演结果的准确度,其电阻率模型和横波速度结构更加趋于一致,同时,横向约束能有效地降低相邻测点物性参数的不连续性。通过加入横向约束的拟二维联合反演以单点反演的效率,获得了更合理的物性参数和地下结构的剖面结果,提高了反演的可靠性。

关键词：联合反演可控源音频大地电磁法微动探测横向约束反演

基于LCI的地面磁共振Smooth反演方法

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煤炭技术 2016年第2期35卷 130-132页

作者：于雷蒋川东王应吉吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026 地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026

提出了基于Smooth+LCI的拟二维反演方法,根据Tikhonov正则化反演理论以及横向约束理论LCI,利用Smooth反演法,通过二维阵列式线圈的工作模式,将所有核磁信号从一侧产生横向和纵向的LCI平滑过渡,实现了核磁共振拟二维反演。相比传统的反演... 详细信息

提出了基于Smooth+LCI的拟二维反演方法,根据Tikhonov正则化反演理论以及横向约束理论LCI,利用Smooth反演法,通过二维阵列式线圈的工作模式,将所有核磁信号从一侧产生横向和纵向的LCI平滑过渡,实现了核磁共振拟二维反演。相比传统的反演法,得到对中、深层更精准的含水层位置和含水量信息,稳定性更好。

关键词：拟二维反演横向约束反演稳定性

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时间域航空电磁法一维正反演研究

时间域航空电磁法一维正反演研究

作者：邱长凯吉林大学

学位级别：硕士

时间域航空电磁系统空间采样非常密集,因此航空电磁法具有很高的横向分辨率。然而高采样率和大量测线千米的海量实测数据也给地球物理电磁二、三维反演方法带来了技术挑战,因此目前航空电磁领域比较实用的数据处理方法主要为电导率深度... 详细信息

时间域航空电磁系统空间采样非常密集,因此航空电磁法具有很高的横向分辨率。然而高采样率和大量测线千米的海量实测数据也给地球物理电磁二、三维反演方法带来了技术挑战,因此目前航空电磁领域比较实用的数据处理方法主要为电导率深度成像和一维反演。本文采用汉克尔滤波变换计算频率域航空电磁响应,利用余弦变换将频率域响应转换到时间域,结合褶积技术计算任意发射波形时间域航空电磁响应;其次研究了查表法和假层半空间查表法电导率深度成像,得到初步的成像结果;然后介绍了传统的单点阻尼最小二乘方法在航空电磁数据反演领域的应用;最后将加权横向约束反演理论拓展到时间域航空电磁数据反演中,阐述了其基本原理和实施步骤,及其在实测时间域航空电磁数据反演中的新发展和新应用,并比较了加权横向约束反演和传统的单点反演方法的优缺点。具体内容包括以下几个方面:(1)任意发射波形时间域航空电磁正演理论。利用零阶和一阶汉克尔变换计算一维层状空间中,固定翼和直升机航空电磁系统发射线圈在接收机处产生的磁场,得到频率域响应。通过把傅里叶变换转化为半整数阶汉克尔变换可以将频率域电磁响应转换到时间域,得到脉冲响应和阶跃响应。根据褶积定理及阶跃响应和脉冲响应之间的关系计算任意发射波形时间域航空电磁响应。(2)时间域航空电磁数据电导率深度成像。采用查表法和假层半空间查表法电导率深度成像算法将观测数据转换为视电导率和视深度等中间参数,从而得到表征地下介质电性分布的电导率深度剖面。(3)单点阻尼最小二乘反演。阐述了单点阻尼最小二乘反演的基本原理,两种雅克比矩阵的计算方法,反演中阻尼因子的选取准则,模型更新迭代的方法以及最小二乘反演的基本流程。(4)加权横向约束反演。介绍了横向约束反演在考虑数据拟合的同时对相邻测点施加电阻率和层厚度横向约束以及深度横向约束的方法,利用加权因子来调整对各层光滑度的横向约束强度,得到总体反演方程。通过对理论模型正演模拟数据和实测航空电磁数据反演并与传统的单点一维反演结果进行对比,验证了拟二维加权横向约束反演是处理时间域航空电磁数据的有效方法。

关键词：航空电磁法正反演时间域最小二乘反演横向约束反演

可控源音频大地电磁法与微动探测资料拟二维联合反演研究

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可控源音频大地电磁法与微动探测资料拟二维联合反演研究

作者：张继伟中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

联合反演是在反演中同时采用多种地球物理观测数据,通过不同地球物理勘探方法中存在的物性关系或者结构耦合的内在联系,求解出满足不同方法的观测数据的地质地球物理模型。相较于单方法反演,联合反演可综合利用不同物性参数信息,有效减... 详细信息

联合反演是在反演中同时采用多种地球物理观测数据,通过不同地球物理勘探方法中存在的物性关系或者结构耦合的内在联系,求解出满足不同方法的观测数据的地质地球物理模型。相较于单方法反演,联合反演可综合利用不同物性参数信息,有效减小反演的多解性,实现不同方法的优势互补。微动探测属于天然源面波勘探,是一种抗干扰性强,纵向分辨率高,探测深度大的新型物探技术,近年来在干扰较大的城镇地区取得了广泛应用。但微动探测为天然面波噪声源,反演精度低于常规地震勘探,因此本文采用联合反演提高微动探测反演精度,从而指导工程实践。可控源音频大地电磁法属于大功率人工源电磁法勘探,具有抗干扰性强,受地形影响小,横向分辨率高的优点,但也受静态效应和近场效应的影响。根据两种方法的特点,通过电阻率和速度模型参数在空间上分布的相似性,本文开发了可控源音频大地电磁法与微动探测的联合反演代码。本文研究的重点是在联合反演中加入横向约束,首先研究了横向约束反演理论,确立了二维正演一维反演的研究思路,推导了横向约束矩阵的构建公式。接着研究了可控源音频大地电磁法与微动探测的一维、二维正演,重点研究了了快速汉克尔变换算法、Knopoff快速算法分别及二维频散数据的合成。在此基础之上,采用有限内存拟牛顿法,构建带横向约束项的目标函数,推导其梯度表达式,完成了可控源音频大地电磁法和微动探测的拟二维反演。通过对设计的理论模型合成数据反演,结果表明,对比一维反演,拟二维反演结果能有效减小相邻测点间物性参数突变现象,横向上连续性明显增强;对比二、三维反演,反演速度明显提升,研究还发现,加强横向约束权重,反演速度普遍快于一维反演。在实现了单方法拟二维反演基础上,利用电阻率和横波速度在空间上分布的相似性,采用有限内存拟牛顿法,构建了联合反演的目标函数,推导出目标函数梯度表达式,完成了可控源音频大地电磁法与微动探测拟二维联合反演代码的编写,通过对理论模型合成数据的反演,对比单方法拟二维反演,联合反演改善了单方法双参数反演厚度不够精确的问题,反演结果更加接近真实模型,这也验证了可控源音频大地电磁法与微动探测拟二维联合反演算法的正确性和有效性。

关键词：可控源音频大地电磁法微动探测横向约束反演联合反演

基于CDI和拟二维反演的时间域航空电磁数据级联解释方法

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物探化探计算技术 2023年第4期45卷 463-477页

作者：王键陆从德张澎成都理工大学地球物理学院成都610059 成都理工大学机电工程学院成都610059 成都理工大学计算机与网络安全学院(牛津布鲁克斯学院) 成都610059 成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室成都610059

时间域航空电磁法(ATEM)是一种具有大面积探测,探测速度快、相对成本较低、受地形地貌影响较小等优点的地球物理方法。由于航空电磁数据量巨大,三维反演成本太大,目前主要使用一维反演或者拟二维反演方法来进行解释。对于航空电磁探测而... 详细信息

时间域航空电磁法(ATEM)是一种具有大面积探测,探测速度快、相对成本较低、受地形地貌影响较小等优点的地球物理方法。由于航空电磁数据量巨大,三维反演成本太大,目前主要使用一维反演或者拟二维反演方法来进行解释。对于航空电磁探测而言,大面积探测区域和复杂地形条件使得研究人员很难获取到勘探区域的地质信息,因此反演时选取初始模型变得很困难。而电导率-深度成像(CDI)无需建立初始模型,即可快速获得地下介质的大致电性分布情况。因此CDI结果可以用来作为反演的初始模型,应对缺少地质信息的区域。本次研究中,提出CDI与拟二维反演的级联解释方法。首先使用CDI方法来近似估计地下介质的电导率和深度;其次在此基础上建立反演的初始模型;最后采用横向约束反演(LCI)方法对ATEM数据进行反演。通过对理论数据和实测数据的实验得出,CDI与拟二维反演的级联解释方法能够在获得较好的反演结果的同时减少计算时间。

关键词：时间域航空电磁法电导率-深度成像横向约束反演初始模型