基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度反演研究.pdf

1、大地電磁測深（MT）法是在地面上觀測具有區(qū)域性乃至全球性分布特征的天然交變電磁場，從而研究地下巖層的電學(xué)性質(zhì)及其分布特征的一種頻率域測深法。由于地下得目標(biāo)體多為三維電性結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的一維或二維反演方法不能獲得目標(biāo)體的真實(shí)展布，因此大地電磁三維反演現(xiàn)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，與此同時，由于三維反演數(shù)據(jù)量巨大，消耗內(nèi)存多，尋找合理的三維反演算法尤為重要，因此，地球物理學(xué)工作者始終在探索更為優(yōu)秀的反演算法。
　　本文首先利用交錯網(wǎng)格有限差分

2、實(shí)現(xiàn)大地電磁三維正演，利用典型地電模型驗證算法的有效性和準(zhǔn)確性。以此為基礎(chǔ)，開展基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度（DCG）反演。在算法實(shí)現(xiàn)過程中，先利用數(shù)據(jù)空間Occam反演算法推導(dǎo)出模型更新算子，隨后采用共軛梯度算法求解模型更新算子，在將模型空間M轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)空間N的同時，只需計算Jacobian矩陣或矩陣轉(zhuǎn)置與向量的乘積，避免Jacobian矩陣直接存儲和計算，極大減小了計算內(nèi)存和運(yùn)行量。
　　其次，在實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)空間的大地電

3、磁三維共軛梯度反演（DCG）算法的基礎(chǔ)上，對幾個典型地電模型進(jìn)行了試算，并與非線性共軛梯度（NLCG）算法的反演結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明：DCG算法能夠較好地恢復(fù)地下地電模型的分布，與非線性共軛梯度反演算法效果相當(dāng)，但DCG算法收斂速度更快，內(nèi)存和CPU占用較小。
　　最后，論文對DCG算法的抗噪能力、初始背景電阻率、頻點(diǎn)數(shù)選取、數(shù)據(jù)集選取等進(jìn)行研究，結(jié)果表明：基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度反演算法具有良好的抗噪效果；當(dāng)初始模型