频率域可控源电磁梯度测量与快速高分辨成像方法研究

发布时间：2025-01-09 03:15

　　电磁探测方法以地下介质的电性差异为物性基础,通过研究电磁场变化可实现对地下构造的电阻率分布特征进行探测的目的。由于其具有对环境破坏小、测量方便高效等优势,已成为地下结构探测的重要地球物理手段之一。频率域可控源电磁探测方法是电磁探测方法的一个重要分支,由于可控源激发的电磁场信号幅度较大、抗干扰能力较强,数据信噪比较高,有利于后期数据处理、反演成像等,因此频率域可控源电磁探测方法已广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源探查、地质调查、工程环境勘察等领域。但是由于电磁场具有体积效应,接收点的电磁信号是周围一定空间范围内介质综合贡献的结果,因而电磁场对地下大型地电异常的响应较为灵敏,而对于局部异常体的精细探测具有局限性,通常只能大致确定异常体的位置、大小,无法准确定位异常体的横、纵边界信息,从而无法准确判别异常体大小。上述局限性在一定程度上限制了频率域可控源电磁法在精细探测中的作用,因此研究能够提升局部异常边界识别能力的频率域可控源电磁探测方法具有重要意义。梯度测量在重力勘探和磁法勘探领域中得到了应用,并在背景干扰抑制、边界识别提升等方面显示出了明显的优势。本文借鉴了前人在重、磁梯度方面的研究思想,...

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-3六面体及四面体网格剖分结果对比图(a)六面体基单元网格剖分结果(b)四面体基单元网格剖分结果

对于有限单元法而言,网格剖分是整个计算区域离散化的重要环节,其主要剖分策略可划分为结构化网格剖分和非结构化网格剖分。结构化网格剖分适用于规则形状地电模型的模拟,通常采用六面体基单元,其网格剖分策略相对简单,便于实现,而在复杂形状地电模型的应用中,因其无法有效模拟复杂边界而略显局限....

图1-4矢量有限元与节点有限元的未知数放置位置意图(a)矢量有限元+六面体剖分(b)节点有限元+六面体剖分(c)矢量有限元+四面体剖分(b)节点有限元+四面体剖分

目前,频率域可控源三维数值模拟方法中主要有总场数值模拟算法和二次场数值模拟算法,二者各有优势。总场数值模拟算法的优势在于其直接计算发射源激励下任意位置处的电磁场总场响应,无需考虑背景模型的一次场,因此地形适用性强,即使针对复杂地形的模拟,其应用效果依然良好。而其不足在于,发射源附....

图1-5一维、二维反演结果对比图(a)一维反演结果(b)二维反演结果(Ariani and Srigutomo,2016)

虽然,三维反演的效率已大幅提升,但在野外实际测量过程中,当需要关注测量仪器的参数设置是否合理、所测量数据的质量是否合格、测线及装置形式是否需要调整时,都要求测量仪器可在短时间内呈现出地下电阻率分布图。快速视电阻率成像方法是实现上述要求的良好选择,因为其计算形式简单、计算效率高,又....

图1-6三维反演结果示意图(Quantec Geoscience)

图1-5一维、二维反演结果对比图(a)一维反演结果(b)二维反演结果(ArianiandSrigutomo,2016)在可控源电磁测量方法中,较为常用的视电阻率成像方法之一是卡尼亚视电阻率成像方法,其通过在远区测量的、相互正交的电、磁场的比值即可计算阻抗张量及视电阻率值。但是....

本文编号：4025061