时间域航空电磁法一维正反演研究

发布时间：2017-06-03 11:23

  本文关键词：时间域航空电磁法一维正反演研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.325
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题的研究背景10-12
• 1.2 课题的研究意义12
• 1.3 国内外研究现状12-20
• 1.4 本文的主要研究内容20-22
• 第2章 航空电磁法一维正演模拟22-32
• 2.1 频率域响应和汉克尔变换22-26
• 2.1.1 偶极子源和大回线源的场22-24
• 2.1.2 汉克尔变换24-26
• 2.2 频率域向时间域的转换方法26-32
• 2.2.1 正余弦变换26-29
• 2.2.2 任意波形响应的计算方法29
• 2.2.3 全时响应结果29-32
• 第3章 电导率深度成像32-40
• 3.1 查表法电导率深度成像32-34
• 3.2 假层半空间查表法电导率深度成像34-37
• 3.3 理论模型电导率深度成像结果37-39
• 3.4 实测数据电导率深度成像结果39-40
• 第4章 单点阻尼最小二乘反演40-52
• 4.1 基本原理40-43
• 4.2 雅克比矩阵的计算43-46
• 4.2.1 基于链式法则的解析法43-46
• 4.2.2 差分法46
• 4.3 理论数据最小二乘反演结果46-49
• 4.4 实测数据最小二乘反演结果49-52
• 第5章 加权横向约束反演52-62
• 5.1 电阻率和层厚度横向约束52-54
• 5.2 深度约束54-55
• 5.3 先验信息约束55
• 5.4 总体反演方程及阻尼最小二乘解55-56
• 5.5 模块化、并行化反演策略56-57
• 5.6 理论模型横向约束反演结果57-59
• 5.7 实测数据横向约束反演结果59-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 参考文献64-72
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果72-73
• 致谢73-74

【参考文献】

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本文编号：418051