有限长导线源频率测深有限内存拟牛顿一维反演

发布时间：2018-04-29 17:04

本文选题：电磁测深 + 有限长导线源　；参考：《吉林大学学报(地球科学版)》2017年02期

【摘要】：本文采用有限内存拟牛顿法实现有限长导线源频率测深阻抗响应数据的一维反演。水平层状介质有限长导线源阻抗频率响应由基于虚界面法获得的地表水平正交电场和磁场计算得到;一维反演优化问题的求解利用有限内存拟牛顿法,结合光滑模型约束,直接对阻抗的频率响应数据进行反演。在反演过程中,正则化参数的调整采用目标函数自适应技术。反演模型剖分为多层,各层厚度自地表按比例增加。反演从均匀半空间开始,终止条件为目标函数相对变化小于10~(-4)。分别对理论模型和实际数据进行了反演模拟。为考察反演的稳定性,还对理论数据添加10%随机噪声后进行了反演。数值计算结果表明:有限内存拟牛顿方法可以用于有限长导线源频率测深阻抗频率响应的反演;该反演方法对初始模型的依赖性弱,从均匀半空间模型出发基本可以恢复到真实模型;反演初期收敛较快,后期收敛速度变慢,反演结束一般需要迭代40次左右。噪声数据反演结果表明,随机噪声对反演结果影响不大,说明有限内存拟牛顿法具有较好的抗干扰能力。本文研究成果给出了可控源电磁数据反演的一种新方法;同时,利用本文的研究成果,可以为二维或三维反演建立合适的初始模型。
[Abstract]:In this paper, the finite memory quasi Newton method is used to realize one dimensional inversion of the frequency sounding impedance response data of a finite length wire source. The impedance frequency response of finite length conductors in horizontal layered medium is obtained from the calculation of horizontal orthogonal electric field and magnetic field based on virtual interface method, and the solution of one-dimensional inversion optimization problem is solved by using the finite memory quasi-Newton method and the constraint of smooth model. The frequency response data of impedance are retrieved directly. In the inversion process, the regularization parameters are adjusted by the objective function adaptive technique. The inversion model is divided into multiple layers and the thickness of each layer increases proportionally from the surface. The inversion starts from the uniform half space and the termination condition is that the relative change of the objective function is less than 10 / 10 ~ (-4). The theoretical model and the actual data are simulated respectively. In order to investigate the stability of the inversion, the inversion is carried out after adding 10% random noise to the theoretical data. The numerical results show that the finite memory quasi-Newton method can be used to inverse the frequency response of the frequency sounding impedance of the finite length wire source, and the inversion method has a weak dependence on the initial model. From the homogeneous half-space model, it can be restored to the real model basically, the inversion convergence is fast in the initial stage, and the convergence rate in the later period becomes slow, so it usually takes about 40 iterations to finish the inversion. The results of noise data inversion show that random noise has little effect on the inversion results, which indicates that the finite memory quasi-Newton method has better anti-jamming ability. A new method for inversion of controlled source electromagnetic data is presented in this paper, and an appropriate initial model for 2D or 3D inversion can be established by using the research results in this paper.
【作者单位】：吉林大学地球探测科学与技术学院;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所;
【基金】：国家重大科研设备仪器开发专项(2011YQ05006010)~~
【分类号】：P631.325

【参考文献】

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