大深度三维高密度电阻率法偏导数雅克比矩阵计算及成图处理

论文摘要

高密度电阻率法以岩土的导电性差异为基础,利用程控式多功能电测仪和程控式多路电极转换器,连续快速对剖面滚动扫描测量、采集、存储观测数据。其观测数据可靠,异常反映明显,获得丰富的地质信息,此方法快速、低耗,成果直观,灵敏度高,适应性强,其反演结果与真实情况基本吻合。高密度数据处理软件要求实现两个过程,即一个完整的反演过程和对数据成图处理过程,其中,这个完整的反演过程包括正确建立地电模型,实现模型的正演运算,而后进行反演。在电阻率法的二维或三维反演过程中,需要计算模拟视电阻率对模型参数的偏导数,它是电阻率法二维或三维反演的核心问题,计算过程比较复杂。数据处理过程则要求把数据直接形成直观的图像,包括平面图与立体图。通过软件处理,最终得到的图像,可以从中直接观测电阻率分布,帮助分析判断地下在某一深度的矿藏与灾害情况。本课题应用有限差分方法对直流电场中三维模型进行偏导数雅克比矩阵的计算,是实现三维反演的重要基础,并探讨了如何在计算机上利用RES3DINV软件处理后的反演数据进行处理成图,可以进行三个平面的成图和sufer成图的预处理,以使人们对探测结果形成直观的认识,在为高密度软件自主研发的实现中起到了关键性的作用。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 高密度电法简介
• 1.2 本题目设计与实现的意义
• 1.3 国内外研究的发展及现状
• 1.3.1 高密度电阻率法的发展及现状
• 1.3.2 正演数值方法的发展及现状
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 三维偏导数雅可比矩阵计算
• 2.1 数值理论分析
• 2.1.1 有限差分方法
• 2.1.2 差分与差商
• 2.1.3 高斯求积公式
• 2.2 偏导数雅克比矩阵计算的设计
• 2.2.1 三维电阻率测量
• 2.2.2 三维网格的电势偏导数计算
• 2.3 程序设计的具体步骤
• 2.4 运行结果及分析
• 2.4.1 运行结果
• 2.4.2 结果分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 高密度数据处理及成图软件
• 3.1 MATLAB 中GUI 简介
• 3.2 设计的程序流程图
• 3.3 数据格式转换的图形界面设计
• 3.4 原始数据读取及转换的设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 成图部分设计
• 4.1 成图的图形界面设计
• 4.2 成图类型选择的图形界面设计
• 4.3 绘制等值线图
• 4.3.1 沿X-Y 平面成图的设计
• 4.3.2 沿X-Z 平面成图的设计
• 4.3.3 沿Y-Z 平面成图的设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 野外实验与结果分析
• 5.1 长春烧锅镇野外试验
• 5.1.1 测井实验简述
• 5.1.2 测井实验结果分析
• 5.2 安徽桃冲铁矿采空区实验
• 5.2.1 矿区地质条件和采空区特征
• 5.2.2 采空区实验结果分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 全文总结
• 6.1 工作成果
• 6.2 今后工作建议
• 参考文献
• 中文摘要
• Abstract
• 致谢