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航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释

作　者: 李永兴
导　师: 强建科
学　校: 中南大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 航空瞬变电磁法一维正演全区视电阻率浮动薄板法奥康姆反演法模型交替调整反演法
分类号: P631.325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 199次
引　用: 2次
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内容摘要

航空瞬变电磁法(ATEM)具有效率高,成本低等优点,可以广泛应用于地质填图、直接或间接找矿、水工环勘查等各个领域。近些年随着国家的重视,航空瞬变电磁法得到了迅速的发展。本文主要研究了航空瞬变电磁法的一维正演和一维反演算法。首先从层状半空间上的磁偶极子电磁场公式出发,推导出了偶极-偶极装置的一维正演公式,并应用数学计算领域中一些最新的研究成果对算法进行了改进,编写了正演程序。通过对不同装置类型和不同参数的层状大地模型的理论响应进行对比计算,分析了航空瞬变电磁法探测的特点。论文系统研究了现有的ATEM数据反演方法,将现有方法分为近似反演方法和定量反演方法两大类。对近似反演方法,本文实现了两种算法：用迭代法求取全区视电阻率法和其中一种电导率快速转换方法——浮动薄板法。对定量反演方法,实现了具有光滑模型约束能力的奥康姆反演法和具有较高反演精度的模型交替调整反演法。通过上述研究工作,得出以下几点结论：1)由正演算例表明,ATEM水平共面装置的探测信号最强,因此在实际探测中应用得最多；ATEM对低阻异常体的探测能力要远远强于对高阻异常体的探测能力。2)近似反演方法因其速度快,是解决现场ATEM海量数据处理最好的方法,而定量反演方法效果好,但其速度较慢,只适用于室内后期研究之用。3)对近似反演方法,浮动薄板法计算速度快,反映低阻异常的效果明显,电阻率下降最快的深度可以认为为低阻层的上顶界面。4)在定量反演方法中,能获得光滑模型的奥康姆反演方法适合于电磁法的特点,其稳定性较高；模型交替调整反演算法是一种技巧性方法,模型算例证明了其效果较好,精度较高。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 Aero TEM正反演计算的发展与研究现状  8-10
  1.2 Aero TEM一维正反演研究的目的与意义  10
  1.3 本文的研究内容与方法  10-12
第二章 AeroTEM一维正演模拟  12-22
  2.1 一维正演的理论计算  13-15
  2.2 逆拉氏变换  15-17
  2.3 汉克尔变换  17-18
  2.4 发送波形的影响  18
  2.5 一维正演的算例与分析  18-22
    2.5.1 不同装置类型的响应比较  18-19
    2.5.2 不同装置参数的响应比较  19-20
    2.5.3 不同模型的响应比较  20-22
第三章 AeroTEM一维近似反演  22-40
  3.1 全时域视电阻率的计算  23-25
    3.1.1 视电阻率的计算方法概述  23-24
    3.1.2 全区视电阻率的计算方法  24-25
  3.2 全时域视电阻率的算例与分析  25-28
  3.3 电导率深度转换——浮动薄板法  28-37
    3.3.1 电导率深度转换方法(CDT)概述  28-29
    3.3.2 不导电介质中良导薄板的瞬变电磁场  29-32
    3.3.3 浮动薄板法  32-37
  3.4 浮动薄板法的算例与分析  37-40
第四章 AeroTEM一维定量反演  40-60
  4.1 光滑模型反演——奥康姆反演法  42-47
    4.1.1 奥康姆反演的思想  42-43
    4.1.2 奥康姆反演算法  43-47
  4.2 奥康姆反演法的算例与分析  47-50
    4.2.1 三层模型的反演过程  47-49
    4.2.2 四层模型的反演结果  49-50
    4.2.3 小结  50
  4.3 模型交替调整反演法  50-57
    4.3.1 建立插值函数表  51-52
    4.3.2 计算初始模型  52-54
    4.3.3 模型参数调整  54-57
  4.4 模型交替调整方法的算例与分析  57-60
    4.4.1 模型计算算例  57-59
    4.4.2 小结  59-60
第五章结论与建议  60-63
  5.1 结论  60-61
  5.2 建议  61-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读学位期间的主要研究成果目录  68

航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释

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