基于谱元法三维航空电磁电各向异性模拟及识别研究（英文）

作者： 黄鑫   殷长春   曹晓月   刘云鹤   张博   蔡晶   来源： Applied Geophysics 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 正演模拟   频率域航空电磁   各向异性   谱元法   GLL插值基函数  

描述： 航空电磁法具有高采样率探测特征,传统数值模拟方法为保证航电响应计算精度,特别是针对复杂地质体(如电各向异性),需要对模拟域进行精细剖分,导致计算工作量庞大。因此本文采用谱元法对航空电磁各向异性响应进行三维正演模拟,该方法结合谱方法和有限元法双重优势,它与谱方法类似采样高阶基函数代替有限元中的线性插值,同时具有有限元拟合边界的灵活性。因此该方法能改善离散网格内部的数值模拟精度,减弱数值模拟结果对网格的依赖性,实现航空电磁各向异性响应的高精度计算。首先,本文将旋转张量的各向异性电导率引入Maxwell方程,并给出GLL谱元基函数给出电场表示形式,采用伽辽金加权余量法形成基于谱元法大型线性方程组获得电磁响应,以VMD发射源为例进行航空电磁响应模拟。其次,本文采用粗物理网格四阶谱元法对任意各向异性半空间的航空电磁响应进行计算,通过与一维半解析解对比验证了该算法的高精度性。再次,本文采用不同物理网格和谱元阶数讨论不同各向异性条件下三维异常体的航空电磁响应,得出了不同各向异性异常体的电磁响应的收敛条件。最后,本文首次基于谱元算法,采用Hr/Hz方式给出了三维各向异性异常体,各向异性围岩以及围岩和异常体同时存在各向异性时航空电磁各向异性的识别方式,这航空电磁各向异性的三维反演和各向异性地质区域测量具有指导意义。

航空电磁理论与勘查技术

作者： 殷长春   来源： 科学出版社 年份： 2018 文献类型 ： 图书 关键词： 航空电磁法－研究  

描述： 我国国土面积近23区域为高山、沙漠、湖泊沼泽、森林覆盖区，给地面地球物理探测带来极大困难。航空地球物理，特别是航空电磁探测技术是在这些区域进行地球物理勘探的有效手段。国外航空电磁经过逾50年的发展已成为非常成熟的探测技术，部分国家已实现国土面积全覆盖。我国自20世纪末开始，通过引进和消化国外技术研发基于固定翼和直升机平台的航空电磁探测装备，虽经多年技术攻关，关键技术仍没有取得重大突破。目前尚没有能够形成生产力的探测设备及配套的数据处理和解释软件。本书基于作者在国外多年从事航空电磁探测技术和装备研发的经验，瞄准国际**进的航空电磁探测技术，详细阐述航空电磁正反演理论、关键技术、装备发展现状、数据处理和解释及航空电磁勘查技术在能源资源、环境工程、地下水和地热及防灾减灾等领域的应用。期望本书能够对推动我国航空电磁勘查技术发展和应用起积极作用。

航空电磁理论与勘查技术

作者： 殷长春   来源： 科学出版社 年份： 2018 文献类型 ： 图书 关键词： 航空电磁法－研究  

描述： 我国国土面积近23区域为高山、沙漠、湖泊沼泽、森林覆盖区，给地面地球物理探测带来极大困难。航空地球物理，特别是航空电磁探测技术是在这些区域进行地球物理勘探的有效手段。国外航空电磁经过逾50年的发展已成为非常成熟的探测技术，部分国家已实现国土面积全覆盖。我国自20世纪末开始，通过引进和消化国外技术研发基于固定翼和直升机平台的航空电磁探测装备，虽经多年技术攻关，关键技术仍没有取得重大突破。目前尚没有能够形成生产力的探测设备及配套的数据处理和解释软件。本书基于作者在国外多年从事航空电磁探测技术和装备研发的经验，瞄准国际**进的航空电磁探测技术，详细阐述航空电磁正反演理论、关键技术、装备发展现状、数据处理和解释及航空电磁勘查技术在能源资源、环境工程、地下水和地热及防灾减灾等领域的应用。期望本书能够对推动我国航空电磁勘查技术发展和应用起积极作用。

航空电磁拟三维模型空间约束反演

作者： 殷长春   朱姣   邱长凯   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域   空间约束反演   BFGS算法   拟三维   航空电磁   L  

描述： 为了克服时间域航空电磁数据单点反演结果中常见的电阻率或层厚度横向突变造成数据难以解释的问题,通过引入双向约束实现航空电磁拟三维空间约束反演.除考虑沿测线方向相邻测点之间的横向约束外,同时还考虑了垂直测线方向测点在空间上的相互约束.为此,首先设计拟三维模型中固定层厚和可变层厚两种空间约束反演方案,然后通过在目标函数中引入沿测线和垂直测线方向上的模型参数约束矩阵,并使用L-BFGS算法使目标函数最小化,获得最优拟三维模型空间反演解.基于理论模型和实测数据反演,对单点反演与两种空间约束反演方案的有效性进行比较,证明本文空间约束反演算法对于噪声的压制效果好,反演的界面连续光滑,同时内存需求和反演时间少,是一种快速有效的反演策略.

时间域航空电磁数据变维数贝叶斯反演

作者： 高宗慧   殷长春   齐彦福   张博   任秀艳   卢永超   来源： Applied Geophysics 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 贝叶斯反演   时间域航空电磁   加权系数   反褶积   变维数  

描述： 为改善反演效果,获得全局最小解,减小反演结果对初始模型的依赖程度,本文将变维数贝叶斯反演应用于时间域航空电磁数据反演。变维数贝叶斯反演方法在贝叶斯方法基础上利用可逆跳跃马尔科夫链蒙特卡洛方法(RJMCMC)实现反演模型层数的变化。这种方法根据建议分布并利用蒙特卡洛方法充分搜索模型空间进行随机采样。只统计同时满足数据拟合要求和接受概率的候选模型,受初始模型影响小,收敛稳定,反演结果可靠,最终可获得反演模型的概率分布和不确定度信息。由于实际飞行中发射源高度很难精确测量,因此本文在反演过程中将发射源高度分为不变和发射源高度变化两种情况。同时本文在电阻率先验概率密度函数中引入加权系数以调整对反演模型的约束强度,可有效地解决电阻率断面中间层反演效果不理想的问题。本文通过反演中心回线装置的H型和分离装置K型、HK型断面添加高斯噪声后的仿真数据以及实测数据,验证了变维数贝叶斯方法反演时间域航空电磁数据的有效性。

三维时间域航空电磁任意各向异性正演模拟（英文）

作者： 黄威   贲放   殷长春   孟庆敏   李文杰   廖桂香   吴珊   西永在   来源： Applied Geophysics 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 任意各向异性   矢量有限元法   三维时间域航空电磁法  

描述： 在自然界中地层会呈现出各向异性特征,各向异性介质的研究有助于资料解释和认识地球动力学的过程,但当前数据处理中多数使用各向同性理论解释各向异性构造,因而对电磁资料解释造成了一定的偏差。当前,时间域航空电磁法关于各向异性的解释仍局限于一维情况,且相应的三维数值模拟也正处于研究中,因此本文针对任意各向异性介质中三维时间域航空电磁法进行正演模拟。将各向同性介质的电导率经过坐标旋转后,得到任意各向异性介质的电导率张量,将其引入到麦克斯韦方程组中,采用矢量有限元法的规则网格对求解区域进行剖分,利用直接求解器对总体合成的线性方程组进行求解。通过与解析解对比,验证了算法的精确性和可行性;同时与各向同性情况进行对比,通过响应的分布特征及幅值变化分析任意各向异性对三维时间域航空电磁响应的影响,得出在不同情况下各向异性对时间域航空电磁响应的影响情况存在较大差异。