3079.瞬變電磁法正演模擬與反演算法研究

1、密級碩士學位論文題目瞬變電磁法正演模擬與反演算法研究（英文）（英文）AStudyaboutFwardSimulationInversionAlgithmofTransientElectromagic研究生學號:1402201049研究生姓名:龍琴指導教師姓名、職稱指導教師姓名、職稱:王國富教授申請學位門類:工學碩士學科、?？?、專業(yè):信息與通信工程論文答辯日期:2017年6月摘要I摘要瞬變電磁法（TEM）作為電磁法探測中重要的一種，廣泛的

2、應用于地下水、礦產、工程勘探等領域中，具有靈敏度高、分辨率高、便于施工等優(yōu)點。其能根據地質層中不同物質的導電性能不同產生相應的電磁場分布規(guī)律，分析電磁場的分布規(guī)律可以得到地質層信息。本文在瞬變電磁的正演與反演方面展開研究，瞬變電磁反演是對瞬變電磁探測數據的解釋方法。在數據解釋的準確性與計算速度上，傳統(tǒng)的反演方法精度有待提高，為此提出使用聯合反演進行數據解釋，正演是反演的前提。主要的研究工作為：（1）介紹了瞬變電磁的工作原理和幾種主要工作

3、方式的工作適用范圍與工作特點。（2）研究了瞬變電磁正演理論。根據瞬變電磁垂直響應公式，繪制了響應實部與虛部曲線，得出正演響應核函數的實部晚期振蕩幅度大，核函數虛部變化平緩，使用核函數的虛部計算正演響應精度更高。正演響應計算中包含貝塞爾函數積分，聯合使用GS數字濾波法與正弦數值濾波法計算高振蕩函數積分問題，并與均勻半空間正演響應解析法進行比較，驗證了此算法的精確性。最后在半空間的理論基礎上，推導出了瞬變電磁全空間與半空間在磁場、電場、視電

4、阻率間的倍數關系。（3）基于上述正演響應計算方法，對影響正演響應的參數進行了研究，繪制了正演響應隨參數發(fā)射線框邊長、發(fā)射線框電流強度、大地電阻率變化規(guī)律曲線。同時，給出了兩層、三層層狀模型下瞬變電磁的響應特征，并與均勻半空間的響應曲線進行對比。數值模擬層厚度或層電阻率發(fā)生變化時對響應的影響，得出瞬變電磁對淺層為相對低阻層時，探測效果較差，早期響應值與發(fā)射線框電流強度、大地電阻率成正比，與發(fā)射線框邊長成反比。（4）視電阻率是瞬變電磁中重要

5、的一個環(huán)節(jié)，可以大致描述地質的分層及每層的電阻值，根據時間可以劃分為早期和晚期，有助于反演的解釋。對于傳統(tǒng)反演算法在髙阻層的反演結果精度差，低阻層反演出現突出異常的問題，提出使用聯合Occam算法與SAA算法用于瞬變電磁反演中。該方法先用SAA法搜索全局最優(yōu)拉格朗日乘子，而后用Occam算法在最優(yōu)拉格朗日乘子下對數據進行反演。使用理論模型驗證聯合算法的可靠性，改變模型參量，觀察聯合算法的穩(wěn)定性。實驗結果表明聯合算法改善了傳統(tǒng)反演方法的局