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回线源瞬变电磁测深快速反演方法 总被引：4，自引：3，他引：4
回线源瞬变电磁测深法(简称瞬变电磁法或TEM法)是以不接地回线为场源,在回线内、外测量电磁场的一种电磁测深方法,已经广泛用于固体矿产、工程地质和水文地质调查工作之中[1,2]。目前,回线源瞬变电磁法主要采用中心回线和重叠回线两种测量装置,测量回线内垂直磁场产生的感应电动势。“烟圈”反演方法是瞬变电磁反演的主要计算方法,“烟圈”反演利用地表瞬变电磁响应与某时刻电流源镜像等效原理,计算勘探深度和对应电阻率。这里给出了回线源瞬变电磁测深一维“烟圈”反演解释方法的基本原理、计算方法和应用实例。结果表明,一维“烟圈”反演解释结果纵向分辨率较高,能反映出地下电性变化情况,可以用于瞬变电磁测深资料解释工作。 相似文献
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《物探与化探》2021,(4)
基于梯度下降法的传统人工神经网络瞬变电磁反演方法计算效率低,不能保证全局收敛。为了解决上述问题,提出一种在线惯序极限学习机(online sequential extreme learning machine, OSELM)的瞬变电磁反演方法。该方法针对瞬变电磁法所获取的高维勘探数据进行建模反演,首先,通过随机设定隐层参数(输入权值和偏差)来简化模型的学习过程;然后,将测试得到的预测样本加入训练样本中,作为下一次的更新信息,建立在线贯序极限学习机预测模型,从而最大限度提高反演精度;最后,设计了两个经典的瞬变电磁层状地电模型并进行了拟二维地电模型的反演。反演结果表明,该方法能够较好地解决瞬变电磁法高维数据非线性建模的反演问题,同时相较极限学习机(extreme learning machine, ELM),非线性反演方法具有更加准确的反演结果、更好的泛化能力以及更高的计算效率,为神经网络在地球物理反演中的应用提供了新思路。 相似文献
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地空瞬变电磁法融合了地面与航空瞬变电磁的方法原理与观测模式,将发射源置于地表,并利用航空器在空中接收响应信号。因此,地空瞬变电磁法同时具有地面装置大测深、高信噪的优势以及航空装置中采集高效的优势。先有研究偏重于单一辐射源,忽略了多辐射场源在勘探深度与信噪比上的优势。因此需要研究适用于多辐射场源地空装置的数据解释方法。在解决多辐射场源地空瞬变电磁正演问题之后,以Occam反演理论为基础,对多辐射场源地空瞬变电磁一维反演进行研究。首先要构建目标函数,本文通过引入拉格朗日乘子,将数据拟合差及模型粗糙度组合起来进而构建目标函数;其次解决灵敏度矩阵的构建问题。模型计算结果表明本文多辐射场源地空瞬变电磁法一维反演算法的有效性,可为三维反演与精细解释提供良好的基础。通过对典型模型的反演计算,从其理论模型及反演结果的对比可以看出,Occam反演方法可以应用到多辐射场源地空瞬变电磁系统中,为多辐射场源地空瞬变电磁解释增加了新途径。 相似文献
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目前的瞬变电磁仪器已经为三分量瞬变电磁解释提供了硬件基础,但瞬变电磁的实用解释技术仍局限于对垂直分量的解释或一些简单近似技术。为充分利用三分量数据,进一步提高定源瞬变电磁方法的分辨率,针对定源瞬变电磁装置给出三分量全域视电阻率定义和三分量联合一维反演的方法。在进行全域视电阻率定义时,利用迭代求取反函数值的方法替代直接求取反函数的过程;引入三分量瞬变电磁数据的权重以构建联合三分量数据的目标函数,利用可行域法实现三分量联合一维瞬变电磁反演;最后将三分量解释算法分别应用在模型计算和金属矿的实际勘查资料上,以检验其有效性。模型试验和实际资料处理结果表明,三分量解释方法能够利用更多的瞬变电磁数据,获得更高分辨率的处理结果,且具有较快的计算速度。 相似文献
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《物探化探计算技术》2021,(3)
地空瞬变电磁法(Ground-airborne transient electromagnetic method)是一种新兴的物探方法,其探测范围大,工作效率高,在地形复杂的区域有着传统物探方法无法比拟的优势。这里通过对地空瞬变电磁的一维正演问题的研究,采用Hankel变换、Gauss积分和频-时转换实现了地空瞬变电磁时间域响应正演计算,通过解析解和数值解的对比验证了正演方法的准确性和稳定性,并研究了其响应特征。利用最小构造模型约束下的自适应正则化反演方法,进行了地空瞬变电磁法反演模拟研究,证实了该方法对低阻层的反映比较真实,对高阻层的反映略有误差的特点。最后用该方法对某滑坡实测数据进行了反演解释,反演结果与工区地质情况符合较好。 相似文献
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地面大回线源在地下形成的瞬变电磁场的反演研究 总被引：4，自引：0，他引：4
刘继东 《物探化探计算技术》1998,20(2):116-119
本文研究了地面大回线源在地下形成的瞬变电磁场的反演方法。其反演计算采用改进的阻尼最小二乘可行方向法,理论计算表明,反演计算效果好。 相似文献
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电偶源瞬变电磁测深研究（三）——大地表面瞬变电磁场 总被引：6，自引：3，他引：3
由逆拉普拉斯变换将均匀大地面上的电偶极子源谐变电磁场转换为瞬变电磁场,并计算出Bz(t)/t瞬态曲线;对分层大地面上的瞬变电磁场,采用折线逼近法计算余弦变换得出Hz(t)瞬态曲线。从计算结果分析可知,瞬变电磁测深可实现较小极距探测较大深度。 相似文献
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瞬变电磁法（TEM）以其对低阻体反映灵敏而被广泛用于煤矿水文地质勘探中,当煤层埋藏较深,上覆地层纵向上有多种电性层存在时,瞬变电磁法晚期经验公式计算结果已不能反映实际情况。通过深入研究OCCAM反演算法,认为选择使误差目标函数达到最小的正则化参数,在反演迭代步长过大时进行压缩迭代步长的控制方法,以及最光滑的模型约束,可以提高反演分辨率。在瞬变电磁数据处理中使用加入了上述参数、控制和约束的反演技术,经对理论模型数据进行反演,反演结果与模型的电性分布规律吻合,表明算法正确;在华北煤田深部采场的瞬变电磁法探测应用中,OCCAM反演分辨出了煤层上覆多种电性地层,效果较好。 相似文献
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GIS数据融入遥感图像理解的模型初探 总被引：2，自引：2，他引：2
作者在本文中讨论了利用电磁波散射的数值计算、高光谱、人人智能进行遥感图像理解的现状，说明了地理信息系统（GIS）数据融入遥感图像理解的重要性，概述了GIS数据融入所面临的问题，指出了GIS融入遥感图像理解对处理系统的一般要求，分析了基于数据挖掘的专家系统、神经网络、进行计算的特点和性能。结合神经网络和进化计算能融合多源数据、高度并行、自适应、自组织能力和知识处理的能力，以及进化计算通过重组、变异和复制算法具有优化选择的功能，构建了基于进化计算的神经网络的GIS数据，并融入模型。模型中GIS属性数据惯穿遥感图像理解的全过程，是一种高层次的数据融合，且GIS数据特征的提取、处理和遥感图像理解是高度并行的。它是一种实现GIS数据融入遥感图像理解的有效途径。基于数据挖掘的专家系统也具有上述功能，但存在数据挖掘的困难。 相似文献
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We consider thin layer algorithms for inversion of electromagnetic data acquired on large experimental grids. These algorithms do not involve targeted search of the model parameters. Instead, they determine an integrated characteristic of the model, i.e. heterogeneous conductance or transverse resistance, using a filtration technique developed for thin layer models, which adequately represent the geo-electric situation by a sequence of laterally homogeneous and heterogeneous layers. The corresponding filter reflects impedance/admittance relations between different components of the electromagnetic field in the stratified part of the model. Convolution of such filters with the data obtained from experimental measurements represents the most time consuming part of the computation. The convolution is carried out using a high performance algorithm, which makes the process of inversion extremely fast. The choice of a particular inversion algorithm is dictated by the specific geo-electric situation in the area of interest and the electromagnetic data subject to interpretation. Typically, most computations can be carried out in up to several minutes using a regular desktop or laptop PC.We restrict our consideration to two simplest algorithms for determination of the conductance of heterogeneous conductive layers (S-algorithm) and the transverse resistance of heterogeneous resistive layer (T-algorithm). The algorithms can be useful for interpretation of data acquired in on- and off-shore conditions with natural and controlled sources. Inversion can be jointly carried out for data sets collected for different source locations, at different frequencies, etc. Likewise, the algorithms can be used for interpreting the data collected using a moving source.Performance of the algorithms is demonstrated on a set of test inversions of numerically simulated data sets. The first group of the examples is typical for environmental applications. It is studied using the S-algorithm applied to natural and controlled source measurements for shallow and deep targets. The T-algorithm is applied for delineation of a gas hydrate type of reservoir using the data numerically simulated for such a problem.In geo-electrical situations that can be addressed using thin layer models, results of inversion hardly require any further elaboration. For instance, this happens when parameters of the heterogeneous layer satisfy thin layer conditions and its thickness can be determined from seismic measurements. When this is not the case, the model found by a thin layer inversion usually reveals correct location of the anomalous body and provides reasonable estimate of its integrated electric properties. In such situations the algorithm works as an imaging technique, which together with seismic information on the layer boundaries provides a justified initial model for a full scale 3D inversion and hopefully allows for avoiding pitfalls associated with a straightforward application of more traditional 3D inversion algorithms. 相似文献
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基于微粒群算法的大坝材料参数反分析研究 总被引：1，自引：0，他引：1
将微粒群算法应用于大坝参数反分析，同时分析了群体规模对算法的搜索效率和搜索质量的影响以及微粒群反分析算法的数值稳定性。对算例的分析结果表明，基于微粒群算法的大坝参数反分析方法简便易行，收敛精度高，且具有很好的抗噪音能力，是一种新的有效、可靠的参数反分析方法。 相似文献
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跨孔电磁法衰减层析成像是一种利用电磁波振幅信息的方法,通过发射端到接收端电磁波的振幅变化来反演介质衰减常数分布。发射端振幅也就是初始振幅,一般情况下是未知的,它的精度很大程度上影响到层析成像结果,需要在反演前得到或者通过特殊反演方法来处理。本文总结了4种初始振幅处理方法——线性拟合法、矩阵反演法、双频电磁波法以及相邻道比值法,通过合成数据验证了这四种方法的可行性,并且指出了每种方法的优缺点:线性拟合法适合物性变化不大的情况;矩阵反演法对物性情况要求不高,但计算量较大;双频电磁波法能直接得到电导率分布,但只适合良导体情况;相邻道比值法适用情况最广,但容易受干扰影响。 相似文献
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在瞬变电磁测深反演中运用并行技术可以减少计算时间,提高反演的运算效率。MPI（Message Passing Interface）是目前最重要的并行编程工具,它具有移植性好、功能强大、效率高等多种优点。这里基于在Windows系统下使用FORTRAN和MPICH2相结合的开发工具,编写瞬变电磁并行算法程序,对瞬变电磁一维采用直接反演法,通过理论模型对该算法进行试算,计算结果证明了该算法的正确性、高效性和稳定性。 相似文献
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《Journal of Structural Geology》2003,25(10):1615-1621
Inverse modelling of geological processes, in the absence of established numerical criteria to act as inversion targets, requires an approach that uses human interaction to assess forward model results. The method of interactive evolutionary computation provides for the inclusion of qualitative geological expertise within a rigorous mathematical inversion scheme, by simply asking an expert user to evaluate a sequence of forward geological models. The traditional numerical misfit is replaced by a human appraisal of misfit. We use this interactive technique to successfully invert a geodynamic model for a conceptual pattern of fault spacing during crustal extension. 相似文献
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本文研究了利用阻抗信息进行可控源电磁勘探有限内存拟牛顿法三维反演的技术。首先用理论模型来验证有限内存拟牛顿法反演的准确性和可行性。观测参数为复阻抗Zxy分量,采用交错网格有限差分方法计算模型响应,反演采用有限内存拟牛顿法。数值模拟结果表明：有限内存拟牛顿法反演迭代速度较快,每4 min迭代一次,拟合差由146.00下降到1.78,收敛稳定;异常体的位置与理论模型吻合较好,有效地验证了有限内存拟牛顿法可控源三维反演的正确性。为了进一步验证该方法的实用性,将其应用到隐伏钼矿可控源电磁勘探工作中。工区的反演结果显示：在工区北西段深部存在高阻异常,其上为低阻异常。截取过钻孔的3号测线发现,-500~-100 m的位置表现为低阻,东侧存在向上涌起的高阻。推测此低阻为矿化蚀变带,延伸较深。该异常与钻探资料揭示的钼矿脉一致,证明了反演结果的准确性。因此,利用可控源观测得到的阻抗信息进行有限内存拟牛顿法三维反演,可以获得可靠的三维电阻率分布。 相似文献
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煤矿井下越界开采扰乱煤炭资源开发秩序,同时存在巨大的安全隐患,准确探测越界开采采空区及其边界对安全采掘极为重要。常规的矿井瞬变电磁探测方法容易受到巷道中的金属和电磁信号干扰,探测精度有限,难以满足采空区边界精准解释的需求。为了解决这一问题,提出一种钻孔中收发信号的钻孔瞬变电磁方法和施工工艺,利用其远离巷道和靠近异常体的特点,提高异常信号在实测数据中的占比;并研究可行域约束的OCCAM反演算法,进一步减小体积效应影响,实现了对越界开采采空区的电阻率精细成像。结合山西某煤矿的工程实践,对该方法精准探测邻矿越界开采采空区规模、性质的实用性和有效性进行了检验。结果表明,钻孔瞬变电磁方法是矿井地球物理技术与钻探工艺技术的高效结合和有益补充,基于可行域约束的OCCAM反演算法能够有效应用于越界开采采空区的边界精确成像解释。 相似文献
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近年来,瞬变电磁法已成为煤矿水文地质勘查方面首选的物探手段,但受勘探精度所限,在以巷采方式为主的老窑积水勘查中应用较少。利用瞬变电磁法多年来所取得的探测经验,通过对OCCAM反演技术进行深入研究,应用该反演方法对探测资料进行解释,在宁夏盐池某煤矿成功探测了老窑积水的位置及分布范围,并得到了后期钻探验证,勘查成果为矿井防水系统的设立和综合防治水体系的构建提供有力的依据和基础资料。采用瞬变电磁法探测以巷采方式为主的老窑积水,选取有效的反演方法予以解释,可以在浅、中埋深地区取得较好的勘探效果。 相似文献