瞬变电磁法工作装置、数据预处理及反演解释系统

瞬变电磁法工作装置、数据预处理及反演解释系统

论文摘要

瞬变电磁法具有电磁法穿透高阻层能力强、对低阻体反映灵敏等优点,且该方法简单易行、信息丰富、精度高、投资少、见效快,被广泛应用于资源与工程勘查等众多领域。在其应用领域被迅速拓宽的同时,一些急需解决的实用的技术问题也逐步突显出来——装置技术、数据预处理(数据组合滤波,弱信息增强处理,异常分离)、快速反演技术、地形影响改正技术、成图技术等。解决好这些问题对推动TEM被更好、更广泛地应用将非常必要。装置与仪器的良好匹配及与被勘查目标物的良好耦合,是取得良好勘查效果的前提。论文探讨了如何进行装置匹配及如何设计最佳地耦合探测目的物的装置,以有效地提取响应信号。TEM观测的是二次场,常表现出信号弱,噪声水平相对偏高的特点,虽然这一问题可通过数据采集的多次叠加及使用抗干扰装置等手段得到一定程度的克服,但却不可能完全解决;再则,在TEM观测中有时还存在着非涡流因素直接引起的瞬变响应,其“响应”的结果使异常复杂化,甚至出现负响应。而这些可以导致反演计算的无法正常进行,为此,必须对TEM观测数据进行预处理,在此,作者提出了“数据组合滤波”、“弱信息增强处理”及特殊的“异常分离”的概念,通过试算及实际应用,该方法可较好地解决上述问题。目前,常规一维反演,多为迭代反演,不仅需要用户提供初始模型参数,且运行速度不快,二维、三维的运算速度则更慢,为使TEM更好地普及推广,论文工作建立的一套多参数的快速反演,为用户提供了包括全域、晚期公式,烟圈理论……等多种理论模式下的视电阻率,纵向电导等参数,供其选择使用,具有实用价值。虽然在电法勘探中,TEM是受地形影响较小的方法。但当地形起伏较大时,如不进行地改,则可能造成严重后果,论文对地改问题进行了较系统的探讨。以往的TEM结果图件,基本以视电阻率断面图为主。但目前许多工作为面积性工作,自然需要更精确的空间分布图。为此,论文工作开发了水平及垂直方向的切片图,该图具实用价值。作者在就上述问题进行系统研究探讨的同时,编制了一套相应的实用的瞬变电磁数据预处理及反演解释的软件系统,该系统已可应用于瞬变电磁的实际数据处理。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 瞬变电磁数据预处理及反演解释研究现状
  • 1.2 TEM方法面临的主要问题
  • 1.2.1 装置问题
  • 1.2.2 数据预处理
  • 1.2.3 快速一维反演技术
  • 1.2.4 地形影响改正处理技术
  • 1.2.5 成图技术
  • 1.2.6 其它技术问题
  • 1.3 研究目标及思路
  • 1.3.1 研究目标
  • 1.3.2 研究思路
  • 1.4 主要研究内容
  • 2 瞬变电磁法装置技术
  • 2.1 装置匹配
  • 2.2 装置设计举例
  • 2.2.1 防渗墙检测装置设计
  • 2.2.2 隧道超前探测装置设计
  • 2.3 小结
  • 3 瞬变电磁数据预处理
  • 3.1 瞬变电磁数据预处理的意义及内容
  • 3.2 瞬变电磁数据预处理方法
  • 3.2.1 数据组合滤波
  • 3.2.1.1 滤波方法
  • 3.2.1.2 组合滤波效果
  • 3.2.2 弱信息增强处理
  • 3.2.2.1 问题提出
  • 3.2.2.2 增强处理方法原理
  • 3.2.2.3 增强处理的应用效果
  • 3.2.3 异常分离
  • 3.2.3.1 问题提出
  • 3.2.3.2 异常分离方法
  • 3.2.3.3 异常分离应用效果
  • 3.3 小结
  • 4 瞬变电磁法快速反演
  • 4.1 瞬变电磁法反演计算现状及快速反演的意义
  • 4.1.1 正演拟合法
  • 4.1.2 直接反演法
  • 4.1.3 瞬变电磁法快速反演的意义
  • 4.2 反演方法理论回顾与快速反演方法研究
  • 4.2.1 全区视电阻率计算
  • 4.2.1.1 研究全区视电阻率的意义
  • 4.2.1.2 全区视电阻率的计算方法
  • 4.2.1.3 全区视电阻率的试算结果
  • 4.2.1.4 全区视电阻率的改进算法
  • 4.2.2 烟圈理论一维反演与一维经验反演
  • 4.2.2.1 烟圈理论基本原理
  • 4.2.2.2 基于烟圈理论最简化反演
  • 4.2.2.3 一维经验反演
  • 4.2.3 纵向电导反演
  • τ及视深度hτ常规算法'>4.2.3.1 视纵向电导Sτ及视深度hτ常规算法
  • 4.2.3.2 新的视纵向电导
  • 4.2.3.3 视纵向电导二级导数及剩余视纵向电导
  • 4.3 快速反演模型试算结果
  • 4.3.1 中心回线装置
  • 4.3.1.1 均匀半空间(模型1)
  • 4.3.1.2 H型半空间(模型2)
  • 4.3.2 重叠回线装置
  • 4.3.2.1 均匀半空间(模型3)
  • 4.3.2.2 H型半空间(模型4)
  • 4.4 快速反演应用效果
  • 4.4.1 隧道超前探测对比图
  • 4.4.2 大兴隔水泥岩层勘查
  • 4.4.3 托克逊采华沟隐伏铜矿勘查
  • 4.4.4 其它勘查应用
  • 4.5 小结
  • 5 瞬变电磁的地形影响改正
  • 5.1 瞬变电磁地形影响
  • 5.1.1 地形对瞬变电磁观测响应的影响
  • 5.1.2 斜坡地形对物探异常的准确定位的影响
  • 5.2 地形改正方法
  • 5.2.1 面积归一
  • 5.2.2 地形影响位移改正
  • 5.2.2.1 重叠回线装置地形影响位移改正
  • 5.2.2.2 中心回线装置地形影响位移改正
  • 5.3 小结
  • 6 瞬变电磁切片图
  • 6.1 瞬变电磁常规图件及开发切片图的意义
  • 6.2 瞬变电磁切片图程序开发及应用展示
  • 6.3 小结
  • 7 结论与建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 在学期间参加的研究项目
  • 在学期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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