频率域吊舱式直升机航空电磁资料的贝叶斯反演

作者： 齐彦福   殷长春   刘云鹤   蔡晶   来源： 2014年中国地球科学联合学术年会——专题2：电磁地球物理学研究应用及其新进展 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文

描述： 近年来,频率域航空电磁法发展迅速,越来越广泛地应用于资源勘查、环境工程以及军事等领域。该方法工作效率高、通用性好,尤其是针对地形地质条件复杂的地区,如沙漠、沼泽以及植被覆盖密集的地区,可以取得较好的勘探效果。在航空电磁数据处理中,传统的梯度反演方法以其快速高效的特点得到广范应用。这类方法首先将非线性问题线性化,然后延目标函数最速下降方向进行搜索,最后利用迭代技术,获得反演问题的最优解。然而此

频率域吊舱式直升机航空电磁资料的贝叶斯反演

作者： 齐彦福   殷长春   刘云鹤   蔡晶   来源： 2014年中国地球科学联合学术年会——专题2：电磁地球物理学研究应用及其新进展 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文

描述： 近年来,频率域航空电磁法发展迅速,越来越广泛地应用于资源勘查、环境工程以及军事等领域。该方法工作效率高、通用性好,尤其是针对地形地质条件复杂的地区,如沙漠、沼泽以及植被覆盖密集的地区,可以取得较好的勘探效果。在航空电磁数据处理中,传统的梯度反演方法以其快速高效的特点得到广范应用。这类方法首先将非线性问题线性化,然后延目标函数最速下降方向进行搜索,最后利用迭代技术,获得反演问题的最优解。然而此

基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究

作者： 苏扬   殷长春   刘云鹤   张博   任秀艳   来源： 地球物理学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   时间域航空电磁   稀疏约束反演   Lp范数反演   聚焦反演   广义模型约束  

描述： 由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果.

基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究

作者： 苏扬   殷长春   刘云鹤   张博   任秀艳   来源： 地球物理学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   时间域航空电磁   稀疏约束反演   Lp范数反演   聚焦反演   广义模型约束  

描述： 由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果.

导电大地上航空电磁系统校准

作者： 任秀艳   殷长春   刘云鹤   张博   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 误差改正   系统校准   导电大地   频率域   航空电磁  

描述： 航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.本文以频率域航空电磁系统为例,对导电大地上航电系统校准技术和校准误差改正方法进行研究.我们首先推导了层状导电大地上水平共面和直立共轴线圈系统的校准公式,结果表明导电大地对航电系统校准尤其是水平共面装置的高频信号影响很大.针对校准过程中大地电导率已知的情况,本文采用非线性方程求解技术一次性确定校准线圈位置和Q值;在没有任何辅助信息情况下,也可直接利用实测数据计算校正因子进行迭代求解.测试结果表明该方法快速、准确、有效.考虑到系统相位和增益调整直接影响观测数据,本文提出了航空电磁数据校准误差的改正算法.实测数据误差改正结果表明,导电大地对高频信号影响严重,校准误差改正后的航空电磁数据与实际地质资料更好吻合.

导电大地上航空电磁系统校准

作者： 任秀艳   殷长春   刘云鹤   张博   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 误差改正   系统校准   导电大地   频率域   航空电磁  

描述： 航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.本文以频率域航空电磁系统为例,对导电大地上航电系统校准技术和校准误差改正方法进行研究.我们首先推导了层状导电大地上水平共面和直立共轴线圈系统的校准公式,结果表明导电大地对航电系统校准尤其是水平共面装置的高频信号影响很大.针对校准过程中大地电导率已知的情况,本文采用非线性方程求解技术一次性确定校准线圈位置和Q值;在没有任何辅助信息情况下,也可直接利用实测数据计算校正因子进行迭代求解.测试结果表明该方法快速、准确、有效.考虑到系统相位和增益调整直接影响观测数据,本文提出了航空电磁数据校准误差的改正算法.实测数据误差改正结果表明,导电大地对高频信号影响严重,校准误差改正后的航空电磁数据与实际地质资料更好吻合.

导电大地上航空电磁系统校准

作者： 任秀艳   殷长春   刘云鹤   张博   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 误差改正   系统校准   导电大地   频率域   航空电磁  

描述： 航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.本文以频率域航空电磁系统为例,对导电大地上航电系统校准技术和校准误差改正方法进行研究.我们首先推导了层状导电大地上水平共面和直立共轴线圈系统的校准公式,结果表明导电大地对航电系统校准尤其是水平共面装置的高频信号影响很大.针对校准过程中大地电导率已知的情况,本文采用非线性方程求解技术一次性确定校准线圈位置和Q值;在没有任何辅助信息情况下,也可直接利用实测数据计算校正因子进行迭代求解.测试结果表明该方法快速、准确、有效.考虑到系统相位和增益调整直接影响观测数据,本文提出了航空电磁数据校准误差的改正算法.实测数据误差改正结果表明,导电大地对高频信号影响严重,校准误差改正后的航空电磁数据与实际地质资料更好吻合.

导电大地上航空电磁系统校准

作者： 任秀艳   殷长春   刘云鹤   张博   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 误差改正   系统校准   导电大地   频率域   航空电磁  

描述： 航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.本文以频率域航空电磁系统为例,对导电大地上航电系统校准技术和校准误差改正方法进行研究.我们首先推导了层状导电大地上水平共面和直立共轴线圈系统的校准公式,结果表明导电大地对航电系统校准尤其是水平共面装置的高频信号影响很大.针对校准过程中大地电导率已知的情况,本文采用非线性方程求解技术一次性确定校准线圈位置和Q值;在没有任何辅助信息情况下,也可直接利用实测数据计算校正因子进行迭代求解.测试结果表明该方法快速、准确、有效.考虑到系统相位和增益调整直接影响观测数据,本文提出了航空电磁数据校准误差的改正算法.实测数据误差改正结果表明,导电大地对高频信号影响严重,校准误差改正后的航空电磁数据与实际地质资料更好吻合.

层状介质航空电磁激电效应正反演研究

作者： 缪佳佳   来源： 吉林大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 激电效应   极化电流   cole模型   时间域航空电磁   Occam反演   Cole   感应电流   电磁扩散  

描述： 航空瞬变电磁法(Airborne transient electromagnetic,简称ATEM)凭借其速度快、成本低和便捷高效,能够完成传统地面电磁法难以完成的地形条件复杂、气候环境恶劣地区的资源和环境勘查工作。目前,航空瞬变电磁法在国内外均有较大的发展,特别是近几十年来随着航空瞬变电磁系统的发展和数据采集精度的提高,地球物理工作者经常在晚期时间道航空瞬变电磁响应中发现符号反转现象,经过学者们的研究发现,认为该现象是由于激发极化效应引起的。然而,传统的电阻率反演方法无法对该类航空瞬变电磁数据进行有效地处理解释和正确地反演。早期研究过程中通常直接将符号反转部分的数据直接剔除,仅处理解释早期正响应部分数据,该方法必然导致深部地球物理信息丢失和电阻率反演结果的失真。近几年,关于航空瞬变电磁激电参数的反演已成为航空电磁法的研究热点之一,有效地解决该问题对于航空电磁法的发展和国民经济的增长具有双重意义。本文主要研究内容为层状介质航空瞬变电磁激电效应的正反演。本文首先介绍激发极化法的电化学理论,展示两种典型的激发极化模型。另外,引入目前被广泛使用的Cole-Cole模型,对其进行适当的变换,给出几种典型岩矿石的激电参数取值范围,分析岩矿石电导率的频率特性。这些为后续的研究奠定了理论基础。接着本文研究航空瞬变电磁激电效应对电磁扩散的影响,给出全空间层状模型任意位置的频率域电场分量,根据欧姆定律得到频率域电流密度响应,通过对Cole-Cole模型的分解又可以得到频率域感应电流密度和频率域极化电流密度;利用正余弦变换可以将频率域电流密度转换为时间域电流密度。通过分析感应电流密度、极化电流密度和总电流密度的时间域变化特征,研究极化介质中电磁扩散特征,并研究分析感应电流和极化电流的充放电过程,合理解释极化介质出现符号反转现象。通过研究不同充电率和电导率极化模型中的电磁扩散特征,得出不同激电参数对电磁扩散的影响,进一步加深对航空瞬变电磁激电效应的认识。为后续章节的正演模拟研究提供理论基础。针对航空瞬变电磁激电响应正演模拟,本文以水平圆形回线源为例,给出层状极化模型在水平圆形回线中心处垂直磁场表达式,利用正余弦变换计算航空瞬变电磁激电效应的阶跃响应和脉冲响应,通过卷积技术计算得到任意波形的航空瞬变电磁激电响应,研究分析不同激电参数对航空瞬变电磁激电响应的影响。通过对层状极化模型的正演模拟研究,合理地解释航空瞬变电磁响应中出现多次符号反转的现象。最后本文对航空瞬变电磁激电参数的反演进行研究,采用经典的Occam反演方法,首先介绍Occam反演方法的基本理论,反演过程中对Cole-Cole模型参数进行合理的范围约束,提高了反演的稳定性,也一定程度上降低了反演的多解性。通过对几种典型理论层状极化模型的反演研究,给出本文反演算法的优点及其局限性。综合本文研究成果可为今后的三维航空瞬变电磁激电效应正反演研究工作奠定良好的基础,同时也对进一步认识航空瞬变电磁法中激电效应提供帮助,具有一定的理论研究意义。

层状介质航空电磁激电效应正反演研究

作者： 缪佳佳   来源： 吉林大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 激电效应   极化电流   cole模型   时间域航空电磁   Occam反演   Cole   感应电流   电磁扩散  

描述： 航空瞬变电磁法(Airborne transient electromagnetic,简称ATEM)凭借其速度快、成本低和便捷高效,能够完成传统地面电磁法难以完成的地形条件复杂、气候环境恶劣地区的资源和环境勘查工作。目前,航空瞬变电磁法在国内外均有较大的发展,特别是近几十年来随着航空瞬变电磁系统的发展和数据采集精度的提高,地球物理工作者经常在晚期时间道航空瞬变电磁响应中发现符号反转现象,经过学者们的研究发现,认为该现象是由于激发极化效应引起的。然而,传统的电阻率反演方法无法对该类航空瞬变电磁数据进行有效地处理解释和正确地反演。早期研究过程中通常直接将符号反转部分的数据直接剔除,仅处理解释早期正响应部分数据,该方法必然导致深部地球物理信息丢失和电阻率反演结果的失真。近几年,关于航空瞬变电磁激电参数的反演已成为航空电磁法的研究热点之一,有效地解决该问题对于航空电磁法的发展和国民经济的增长具有双重意义。本文主要研究内容为层状介质航空瞬变电磁激电效应的正反演。本文首先介绍激发极化法的电化学理论,展示两种典型的激发极化模型。另外,引入目前被广泛使用的Cole-Cole模型,对其进行适当的变换,给出几种典型岩矿石的激电参数取值范围,分析岩矿石电导率的频率特性。这些为后续的研究奠定了理论基础。接着本文研究航空瞬变电磁激电效应对电磁扩散的影响,给出全空间层状模型任意位置的频率域电场分量,根据欧姆定律得到频率域电流密度响应,通过对Cole-Cole模型的分解又可以得到频率域感应电流密度和频率域极化电流密度;利用正余弦变换可以将频率域电流密度转换为时间域电流密度。通过分析感应电流密度、极化电流密度和总电流密度的时间域变化特征,研究极化介质中电磁扩散特征,并研究分析感应电流和极化电流的充放电过程,合理解释极化介质出现符号反转现象。通过研究不同充电率和电导率极化模型中的电磁扩散特征,得出不同激电参数对电磁扩散的影响,进一步加深对航空瞬变电磁激电效应的认识。为后续章节的正演模拟研究提供理论基础。针对航空瞬变电磁激电响应正演模拟,本文以水平圆形回线源为例,给出层状极化模型在水平圆形回线中心处垂直磁场表达式,利用正余弦变换计算航空瞬变电磁激电效应的阶跃响应和脉冲响应,通过卷积技术计算得到任意波形的航空瞬变电磁激电响应,研究分析不同激电参数对航空瞬变电磁激电响应的影响。通过对层状极化模型的正演模拟研究,合理地解释航空瞬变电磁响应中出现多次符号反转的现象。最后本文对航空瞬变电磁激电参数的反演进行研究,采用经典的Occam反演方法,首先介绍Occam反演方法的基本理论,反演过程中对Cole-Cole模型参数进行合理的范围约束,提高了反演的稳定性,也一定程度上降低了反演的多解性。通过对几种典型理论层状极化模型的反演研究,给出本文反演算法的优点及其局限性。综合本文研究成果可为今后的三维航空瞬变电磁激电效应正反演研究工作奠定良好的基础,同时也对进一步认识航空瞬变电磁法中激电效应提供帮助,具有一定的理论研究意义。