直流电阻率法与音频大地电磁法正则化联合反演研究

发布时间：2017-12-19 21:17

  本文关键词：直流电阻率法与音频大地电磁法正则化联合反演研究　出处：《东华理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：浅地表是人类生存与文明发展的主要空间,亦是人类工程建设、资源开采的主要场所,同时也是人类各种废液排放、废料安置主要区域。然而地下区域的各种未知情况以及各种突发的地质灾害依然困扰着现在的工程建设和生产生活。直流电阻率法(DC)和音频大地电磁法(AMT)是浅层区域地下空间探索的两种主要方法,其在工程建设和资源勘查中都应用广泛。然而,直流电阻率法由于供电电流和装置展布空间的限制,使得该方法对近地表电性异常明显,所获深部信息却较少;同时,音频大地电磁法具有穿透深度大,对低阻异常灵敏的特点,但却易受浅部电性不均匀而产生虚假异常。基于社会发展对浅地表地球物理勘查的客观需求,以及结合直流电阻率法和音频大地电磁法在近地表地球物理勘查中所具有的优势和缺陷。本文以正则化理论为反演基础,结合直流电阻率和音频大地电磁数据开展了一维及二维的联合反演研究。研究工作主要从以下三个方面进行:(1)从正则化反演理论出发,重点分析了正则化目标函数中各组成部分的理论形式,数据误差泛函的组成,正则化因子的选取等,并提出了一种自适应选取正则化因子的方式,对具有不同反演特性的稳定因子进行了有无先验模型的反演试算分析,结合基于强Wolfe线搜索步长的非线性共轭梯度法,实现了正则化目标函数的快速求解。(2)在对正则化反演理论深入研究的基础上,从直流电阻率法和音频大地电磁法一维正演出发,详细论述了在联合反演中基于不同类型数据融合的数据误差泛函和偏导数矩阵的求解计算,并结合水平层状模型,探讨了不同稳定因子情况下正则化联合反演的效果。(3)以收缩网格有限单元法为二维直流电阻率法与音频大地电磁法的正演基础,通过对两种方法变分形式的分析,总结出常用的几种主要积分形式在单元网格内的系数矩阵,并采用LDLT分解算法实现了大型稀疏线性系统的快速求解;结合互换定理解决了联合反演中灵敏度矩阵快速计算问题。最后通过简单高、低阻模型及复杂的综合模型对比分析了联合反演处理二维模型的反演能力,验证了联合反演方法的有效性。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P631.325

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