频率域航空电磁法层状反演及应用研究

论文题目: 频率域航空电磁法层状反演及应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地球探测与信息技术

作者: 孟庆敏

导师: 余钦范

关键词: 频率域航空电磁法,视电阻率,快速近似反演,方法,初值

文献来源: 中国地质大学（北京）

发表年度: 2005

论文摘要: 航空电磁法广泛应用于地质填图、矿产勘查、水文地质和工程地质勘查、环境监测等。它成本低、效率高、适应性强,能够在地面难于进入的森林、沙漠、沼泽、湖泊和居民区等地区开展物探测量工作。特别适合大面的普查工作,是国土资源大调查中必不可少的物探方法。多年来国外一直将航空电磁法作为一种常规的物探方法,广泛应用。为了配合三频航空电磁系统的数据处理和解释,本文进行了如下研究: 本文系统研究了多种视电阻率转换方法,对各种视电阻率转换方法都进行了比较详尽的计算分析和讨论,对每种视电阻率转换的性质都有了比较充分的认识,丰富了视电阻率解释方法。另外,本文对视电阻率及其性质的分析讨论为后面的快速近似反演和自动反演奠定了基础; 快速近似反演是本文首次研究开发的适合三频航空电磁法解释方法。根据不同频率具有不同的趋肤深度的原理,在模型试验的基础上给出适合三频航空电磁系统的经验公式。首次绘制了三频航空电磁法视电阻率拟断面图,能直观地反映出地电断面的电性变化。此外快速近似反演方法还是自动反演初始模型设置的基础; 应用了一种新的解非线性方程组方法即Brent 方法。应用效果表明,该方法与常用的传统反演方法相比,具有计算效率高、收敛稳定,对初始模型要求不严格等特点,是一种很有前途的反演方法; 在研究了大量理论模型的基础上,根据视电阻率、视飞行高度、用于绘制航空视电阻率拟断面图的视电阻率和中心深度之间的关系,给出了初始模型的设置方法,使自动反演成为可能; 将视电阻率转换、快速近似反演方法、Brent 反演方法、自动赋初值方法等应用于2004 年实测数据的处理上,取得了比较好的应用效果,证明上述方法切实可行; 以上所用方法都形成了实用程序,可直接应用于实测资料的处理中。

论文目录:

第一章概述

1.1 航空电磁系统简介

1.2 国产三频航空电磁系统的特点

1.3 频率域航空电磁法的数据处理和解释问题

1.4 本文主要研究内容

1.4.1 航空视电阻率转换研究

1.4.2 快速近似反演研究

1.4.3 一维自动反演研究

1.4.4 应用研究

1.5 论文研究的主要进展与创新点

1.6 尚待进一步研究的问题

第二章基本理论

2.1 电磁场基本方程

2.2 层状介质上空的水平偶极子场

2.2.1 水平磁偶极子的一次场

2.2.2 层状介质上空磁偶极子的二次场

2.2.3 频率域航空电磁法常用特例的相关公式

2.3 数值计算方法

2.3.1 快速汉克尔变换

2.3.2 实际计算结果

2.4 小结

第三章视电阻率转换

3.1 航空视电阻率的概念及其特殊性

3.2 航空视电阻率转换方法及特点

3.2.1 实、虚分量法

3.2.2 幅值飞行高度法

3.2.3 幅值相位法

3.2.4 其它求视电阻率方法

3.3 小结

第四章快速近似反演

4.1 快速近似反演原理

4.2 三频航空电磁法近似反演经验公式

4.3 理论模型试验

4.4 小结

第五章层状反演

5.1 反演模型的选择

5.2 基本方程的建立

5.3 非线性方程组求解方法

5.3.1 奇异值分解法(SVD)

5.3.2 Brent 方法

5.4 理论模型反演

5.4.1 反演方法对比

5.4.2 层状理论模型反演

5.5 初始模型选择问题

5.6 小结

第六章反演应用

6.1 航空电磁法浅层地下水普查项目简介

6.2 视电阻率转换的应用

6.3 快速近似反演应用

6.4 Brent 方法反演的应用

6.5 小结

第七章结论与讨论

参考文献

致谢

个人简历

在校期间的研究成果及发表的学术论文

发布时间: 2005-07-19

参考文献

[1].频率域航空电磁法三维正反演研究[D]. 李文奔.吉林大学2016
[2].基于MPI的频率域航空电磁法有限元二维正演并行计算研究[D]. 李小康.中国地质大学（北京）2011
[3].时间域航空电磁系统仿真与关键技术研究[D]. 黄威.吉林大学2016

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