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由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果. 相似文献
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为了克服时间域航空电磁数据单点反演结果中常见的电阻率或层厚度横向突变造成数据难以解释的问题，通过引入双向约束实现航空电磁拟三维空间约束反演.除考虑沿测线方向相邻测点之间的横向约束外，同时还考虑了垂直测线方向测点在空间上的相互约束.为此，首先设计拟三维模型中固定层厚和可变层厚两种空间约束反演方案，然后通过在目标函数中引入沿测线和垂直测线方向上的模型参数约束矩阵，并使用L-BFGS算法使目标函数最小化，获得最优拟三维模型空间反演解.基于理论模型和实测数据反演，对单点反演与两种空间约束反演方案的有效性进行比较，证明本文空间约束反演算法对于噪声的压制效果好，反演的界面连续光滑，同时内存需求和反演时间少，是一种快速有效的反演策略. 相似文献
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本文提出了一种基于模型空间压缩技术的大地电磁三维反演方法.该方法在传统大地电磁三维反演理论的基础上,通过小波变换将待反演的空间域模型参数映射到小波域进行反演,获得小波域更新模型后再通过小波逆变换得到空间域反演模型.由于小波变换具有压缩特性和多尺度分辨能力,本文反演方法可在一定程度上提高反演分辨率.为了提高反演效率,我们针对基于L_1范数的模型约束求解不易收敛的反演问题,提出了一种基于模型粗糙度的简单有效的预条件处理技术.为验证本文算法的有效性,本文首先对经典的"棋盘"模型进行三维反演测试.反演结果表明本文算法的反演效率与传统方法相当,但对于深部异常体具有更好的分辨能力.最后,我们通过对实测数据反演进一步验证本文算法的有效性. 相似文献
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全波形反演是一种高精度的反演方法，其目标函数是一个强非线性函数，易受局部极值影响，而且反演过程计算量较大.波场重构反演是近几年提出的一种改进的全波形反演理论.该反演方法通过将波动方程作为惩罚项引入到目标函数中，通过拓宽解的寻找空间减弱了局部极小值的影响，而且反演过程不需要计算伴随波场，提高了计算效率.但该反演方法一直缺少准确的惩罚因子算法，直接影响到该方法的准确度.本文将波场重构反演拓展到时间域并利用梯度法进行波场重构.频率域的惩罚因子用来加强波动方程的约束，而时间域惩罚因子表现为调节模拟波场和实际波场的权重因子.为此，我们根据约束优化理论，在波动方程准确以及重构波场与反演参数解耦的假设下，提出以波动方程为目标函数的新的惩罚因子算法.根据波形反演在应用时普遍存在的噪音干扰、子波错误和低频信息缺失的情况下，应用部分Sigsbee2A模型合成数据对本文提出的算法进行实验.数值实验结果表明：基于新的惩罚因子算法，在其他信息不准确的情况下，波场重构反演可以给出高精度的反演结果. 相似文献
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三维密度反演已经成为重力数据定量解释的常规方法，但由于重力数据本身并没有深度分辨率，为了减少由此引起的重力反演的非唯一性，常用的手段是引入额外的先验信息.本文提出了一种重力三维稀疏反演（以下简称稀疏反演）方法，该方法通过求解物性上下界约束时的Lp范数（0 ≤ p ≤ 1）稀疏优化问题，来获得具有尖锐边界的解.与传统的L2范数反演方法相比，稀疏反演方法可以更加有效地利用已知的物性信息，获得深度分辨率更高的反演结果.此外，我们也分析了稀疏反演方法与二值、三值反演算法的等价性以及在实际应用中需要注意的问题.最后，通过模型试验以及矿区实测数据反演验证了稀疏反演方法的有效性. 相似文献
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基于包体岩石物理模型的储层参数地震反演方法面临数学形式复杂、多解性强、适应性差、涉及迭代运算等问题,本文提出一种基于约束最小二乘与信赖域的储层参数地震反演方法.该方法基于储层参数与弹性参数关联岩石物理模型,使用最小二乘方法构建目标函数和信赖域约束全局寻优求解,有效降低了地震反演多解性,极大提高了收敛速度.特别是通过在最小二乘求解中引入垂向约束,有效提高反演结果的抗噪声能力.经过模型测试和实际资料的应用,验证了方法的可行性和适用性. 相似文献
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基于模型的波阻抗(速度)反演中,约束是不可缺少的,它可以有效地减少反演多解性和提高运算效率.国内外大量学者均详细论述了一些反演的约束手段,但对于地震道与地震道之间的约束,除了采用测井外推模式之外,就鲜有介绍,相同的约束条件直接应用于全部的地震道,不再变化,这样势必会增加运算时间和影响反演效果.针对这些问题,本文描述了一种地震相关性分段约束速度反演的方法,其目的在于增加内在的道与道之间的约束,主要采用了地震道的相关特征去优化约束条件与减少反演计算量.本文先分析了地震反演的不同内在约束方法,并利用地震的相关性去分段自动选择约束的强弱与范围大小,而不是在全部地震道反演中采用相同的约束参数,即可大大优化运算效率;其次设计两个数学模型进行反演验证,在反演效果比较符合实际的基础上,运算时间大大减少;最后引入中国东部某地区的实例对该方法进行检验,反演剖面上可以清楚观察出冲积扇的沉积特点,各期砂体清晰可见,便于追踪解释与储层预测,具有较高的分辨率与可信度.结果表明该方法是一种有利于提高反演效果和效率的方法. 相似文献
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时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关，并且各参数之间灵敏度差异较大，导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数，进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率，由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演，我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束，进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性，我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明，基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型，而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后，我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演，结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善... 相似文献
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利用在频率域中表达式只有一重贝塞尔函数的偶极子及其剖分模式,将回线源剖分成多个偶极子的矢量叠加,通过数字滤波法实现对其求解,求得频率域电磁场,再由余弦变换将频率域电磁场转化到时间域,实现定源瞬变电磁法大偏移距一维正演计算.对测点在回线源内部所采集二次场随不同偏移距的变化特征,以及在不同地电模型条件下的变化特征进行了模拟研究,发现与中心点相比二次场的变化主要集中在早期,即随着介质电阻率的降低、回线源的增大和偏移距的增大,变化就越大.采用带约束的正则化反演方法,同时对反演电阻率值采用可行的上下限约束方法,可以消除此变化特征,还原地层电性变化规律,提高处理精度. 相似文献
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Inversion for seismic impedance is an ill-posed and band-limited problem so that inversion results are non-unique and unstable and low and high frequency components of inversion results are missed. Combining regularization with constraints of sonic log data and geological structure information can help to alleviate these problems. To achieve this, we developed an inversion method by constructing a new objective function which includes edge-preserving regularization and soft constraint based on Markov random field (MRF). The method directly introduces absolute constraints with prior impedance and sonic log data in the objective function and indirectly achieves relative constraints with geologic structures of layer interfaces and faults by adjusting the regularization parameter which is the scaling parameter δ. Moreover, we improved the inversion result using anisotropic diffusion smoothing method. Optimization approach utilized in inversion is a fast simulated annealing (FSA). We test the method on both synthetic and field data examples. Tests on 2-D synthetic data indicate that aspects of the discontinuity in the inversion results are significantly improved by adding δ values in faults and layer interfaces. We obtained better results by combining the first-order neighborhood and the third-order neighborhood of MRF. The inversion results of the field data provide more detailed information of the layers. The results of nearby faults were improved by introducing the geological structure constraints. 相似文献
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2.5维井间电磁反演在中国东部孤岛油田的应用 总被引：3，自引：1，他引：2
In this study, we present a practical technique of transforming cross-hole EM data into the inter-well resistivity distribution. The a priori information constraint is incorporated into an iterative regularized inversion procedure and a variable roughness is added into the inversion process. Finite element approximation based on a two and a half-dimensional （2.5D） model has been developed for the forward problem and the ＂pseudo-forward＂ problem needed for constructing the sensitivity matrix and synthetic data set. The regularized least-squares inversion scheme, constrained with the a priori information obtained from well logs, was adopted to reconstruct the inter-well resistivity profile from two synthetic electromagnetic data sets and field data acquired in the Gudao Oil Field, East China. The partial derivatives of the sensitivity matrix were computed by the adjoint equation based on the reciprocity principle. Inversion results of the synthetic and field data examples suggest that our method is robust and stable in the presence of random noise in the field data and can be used for cross-hole EM field data interpretation. 相似文献
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探地雷达（GPR）时间域全波形反演计算量巨大，内存要求高，在微机上计算难度大.本文中作者基于GPU并行加速的维度提升反演策略，采用优化的共轭梯度法，避免了Hessian矩阵的计算，在普通微机上实现了时间域全波形二维GPR双参数（介电常数和电导率）快速反演.论文首先推导了二维TM波的时域有限差分法（FDTD）的交错网格离散差分格式及波场更新策略.然后，基于Lagrange乘数法，将约束问题转化为无约束最小问题，构建了共轭梯度法反演目标函数，采用Fletcher-Reeves公式与非精确线搜索Wolfe准则，确保了梯度方向修正因子及迭代步长选取的合理性.而GPU并行计算及维度提升反演策略的应用，数倍地提升了反演速度.最后，开展了3个模型的合成数据的反演实验，分别从观测方式、梯度优化及天线频率等方面，分析了这些因素对雷达全波形反演的影响，说明双参数的反演较单一的介电常数反演，能提供更丰富的信息约束，有效提高模型重建的精度. 相似文献
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大地电阻率分布信息是影响磁共振地下水探测反演结果准确性的重要因素.在众多电磁法勘探技术中，瞬变电磁法具有高分辨率、高效率和大探测深度等优势，能准确探测地下几百米范围内的电阻率分布信息.因此磁共振与瞬变电磁联合解释方法具有重要意义.然而，利用单一测点拼接的磁共振与瞬变电磁联合解释方法进行模拟二维反演时存在解释结果不唯一，容易出现错误异常体等问题，尤其在复杂地质情况下，同一测线上相邻测点探测结果连续性差，解释结果偏离实际.基于此，本文提出磁共振与瞬变电磁横向约束联合反演方法（Laterally Constrained Inversion，简称LCI），重点引入外推积分法（quadrature with extrapolation，简称QWE），解决了传统正演过程中基于直接数值积分方法引起的求解效率低的问题，保证了联合反演方法的顺利实施，进而以相邻测点地下结构应具备连续性为依据，引入横向约束反演思想，通过在联合反演目标函数中加入相邻测点间各模型参数约束矩阵，提高磁共振解释结果准确性，加强探测剖面地质结构和含水模型连续性.经过理论模型证实，本文提出的LCI方法能有效提高传统一维反演结果的稳定性和唯一性.最后，对安徽黄山野外实际探测数据进行横向约束联合反演，验证了磁共振与瞬变电磁LCI联合反演方法的实用性.本文的研究成果将为磁共振与瞬变电磁空间约束联合反演奠定基础. 相似文献
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时间域激发极化法(Time-domain induced polarization method,简称为TDIP)已有的反演算法采用的是分步反演的思路,即先由视电阻率资料反演电阻率,固定电阻率再由视极化率资料反演极化率,这样就存在极化率结果严重依赖于电阻率反演结果的问题.为了有效解决这一问题,本文实现了TDIP二维数据空间分步反演算法,提出了基于交叉梯度约束的TDIP二维同步反演策略,实现了交叉梯度约束的电阻率和极化率二维同步反演算法.分别用电阻率和极化率结构一致和不一致的二维模型合成数据进行了分步和同步反演试算,对不同模型试算结果进行了对比分析.结果表明:对于电阻率和极化率结构一致和不一致模型,同步反演结果比分步反演结果能更好地确定异常体的空间分布范围,反演得到的电阻率和极化率值更接近真值.理论模型算例表明本文提出的同步反演算法有效解决了分步反演的问题,优于分步反演算法,具有更好的实用性. 相似文献
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计算密度分界面的起伏变化在区域地质构造研究和石油矿产资源勘探中具有重要意义.已有密度界面反演方法更多侧重约束变密度界面反演算法,而对约束信息的准确性、研究区横向密度变化往往考虑不足,影响了最终反演结果的可信度.本文在变密度界面正反演算法基础之上,结合实际需求,提出已知深度信息约束下的变密度界面反演策略.该策略主要包括变密度约束反演算法、已知深度约束信息校验和分区变密度模型三个方面.其中反演算法提供了带已知深度约束信息的密度界面迭代反演方法;约束信息校验用于评估约束信息精度,通过调差降低约束信息的系统误差;在反演过程中引入水平密度分区以应对不同构造背景密度界面模型,提高反演结果的可信度.最后将本策略应用于南海莫霍面深度反演计算中,结果显示借助已知约束信息,利用分区密度模型能够获得更为可信的深度反演结果,验证了该策略的正确性. 相似文献
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常规的基于贝叶斯理论的稀疏脉冲反演中,各约束项的拉格朗日算子均采用的是恒定的常系数。反演实际资料发现,波阻抗反演剖面与钻井资料的油气显示并不能很好地对应。考虑到反演不同地震道数据时,低频趋势模型所起的约束作用应当不同。本文在常规反演的基础上做出了改进,假定阻抗约束系数是一个空间变量,由各地震道的实际地震数据与合成记录之间的振幅残差来确定该道的阻抗约束系数。实际资料应用表明,改进后的反演结果更稳定,能更准确地反映地下阻抗信息。 相似文献
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三维反演是磁测数据定量解释的重要方法，在金属矿勘探中扮演着重要的角色.但是在实际矿区的应用中，传统的磁总场异常反演方法依然存在两个问题：一是地面磁异常反演的深度分辨率较低，深部场源体的成像效果差；二是金属矿中可能包含强剩磁，反演结果可能是完全错误的.尽管前人对上述两个问题分别进行了广泛的研究，但尚未尝试同时解决这两个问题.本文在前人研究的基础上，提出了一种井地磁异常模量联合反演方法，该方法需要的控制参数少，无需加入额外的地质信息，且可用于多场源复杂磁异常的反演，具有较强的适用性.本文方法首先将地面和井中磁异常转化为模量数据，然后利用基于核函数或距离的加权函数将井地模量数据结合起来，使得该方法适用于联合反演.我们利用井地多种异常参量进行反演的模型试验表明，在强剩磁存在时，本文方法的效果优于其他方法，在减少剩磁影响的同时，也改善了深部成像效果，具有良好的应用前景. 相似文献