ZTEM三维正反演研究

发布时间：2017-09-07 11:28

  本文关键词：ZTEM三维正反演研究

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【摘要】：人工源频率域航空电磁法具有工作效率高,数据采集受地形因素影响小的优点,但由于其发射频率在200Hz至195000Hz区间,只能有效的识别地表以下几米至几百米以内的地质体。大地电磁测深法(MT)作为一种利用天然电磁场来研究地球电性结构的地球物理方法,由于它勘探深度大且范围广的特点,在许多领域得到了广泛应用,然而MT地面数据采集时存在着人力成本较大、耗时较长的不足。因此,我们考虑将天然场勘探深度大和航空测量工作效率高的特点有效的结合起来,在AFMAG方法的基础上,提出了一种新型天然源频率域航空电磁法—Z-Axis Tipper Electromagnetic(ZTEM)。相比人工源航空电磁法,ZTEM只采集音频段(25~720Hz)天然源磁场信号,并且在空中只采集垂直磁场数据,而在地面基站同时观测两个正交方向水平磁场数据,通过倾子将磁场的垂直分量与水平分量联系起来,因此具有工作效率高,勘探深度大的特点,可以快速获得地下三维电性结构特征信息。本文针对国际上近年发展起来的天然场源航空电磁法(ZTEM)三维正反演问题,采用交错网格有限差分法实现了以求磁场分布为基础的ZTEM三维正演模拟,通过与其它算法计算结果作对比验证了所实现算法的正确性,并计算和归纳总结了典型地电模型的ZTEM响应(倾子和倾子散度)的分布特征。此外,基于大地电磁法(MT)三维数据空间OCCAM反演算法,实现了三维ZTEM倾子资料的数据空间OCCAM反演算法。将该算法应用到理论合成算例中进行反演,反映出ZTEM倾子反演对模型横向边界的约束优于垂向的特性,验证了所实现的倾子资料三维数据空间反演算法的有效性。该反演算法可用于ZTEM所整理得到的倾子数据进行三维定量反演,实现大区域的地质构造三维成像,获得地下地质模型的电阻率结构信息。
【关键词】：ZTEM 倾子 三维正反演 数据空间OCCAM反演 航空电磁
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.325
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-15
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.3 研究目的与研究意义13
• 1.4 研究内容13-15
• 第二章 ZTEM方法理论基础15-21
• 2.1 倾子的定义15-18
• 2.2 ZTEM倾子响应的计算18-19
• 2.2.1 三维倾子的计算公式18-19
• 2.2.2 倾子的散度概念19
• 2.3 野外数据采集方法19-21
• 第三章 ZTEM三维交错采样有限差分数值模拟和响应特征分析21-42
• 3.1 磁场正演方程求解21-26
• 3.1.1 磁场正演方程的建立与求解21-23
• 3.1.2 三维正演响应计算23-24
• 3.1.3 正演结果验证24-26
• 3.2 电场正演方程求解26-30
• 3.2.1 电场正演方程的建立与求解26-28
• 3.2.2 三维正演响应计算28
• 3.2.3 正演精度验证28-30
• 3.3 正演算例分析30-42
• 3.3.1 低阻棱柱体模型响应特征30-34
• 3.3.1.1 倾子实虚部及其散度平面图特征32-33
• 3.3.1.2 倾子拟断面图特征33-34
• 3.3.2 复杂棱柱体模型响应特征34-38
• 3.3.2.1 倾子实虚部及其散度平面图特征35-37
• 3.3.2.2 倾子拟断面图特征37-38
• 3.3.3 起伏地形响应特征38-42
• 3.3.3.1 山峰纯地形倾子实虚部及其散度平面图特征38-40
• 3.3.3.2 山谷纯地形倾子实虚部及其散度平面图特征40-42
• 第四章 ZTEM三维数据空间OCCAM反演42-58
• 4.1 OCCAM反演理论42-45
• 4.1.1 模型空间OCCAM反演理论42-44
• 4.1.2 数据空间OCCAM反演理论44-45
• 4.2 雅可比矩阵的推导45-47
• 4.3 反演算例分析47-58
• 4.3.1 水平地形下低阻棱柱体模型反演47-51
• 4.3.2 水平地形下高阻棱柱体模型反演51-52
• 4.3.3 水平地形下复合棱柱体模型反演52-55
• 4.3.4 起伏地形下单棱柱体模型反演55-58
• 第五章 结论与建议58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62

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6 吴，

本文编号：809276