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.

半航空瞬变电磁一维聚焦反演研究

作者： 王仕兴   何可   尹小康   魏栋华   赵思为   郭明   来源： 物探与化探 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 半航空瞬变电磁法   聚焦反演   地下水探测  

描述： 半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种采用地面发射—空中接收的新兴地球物理勘探方法，具有灵活、高效的特点。目前应用于SATEM的反演方法往往基于最大平滑准则，使反演结果较平滑，无法较好地识别具体的层界面信息。本文将聚焦反演理论引入到半航空瞬变电磁一维反演中，通过选择合适的聚焦因子和正则化因子来确定聚焦反演稳定器，然后对包含聚焦反演稳定器反演目标函数进行求解，使得反演结果更能清晰识别层状地层突变的界面。设置多个层状地电模型验证聚焦反演的可靠性，同时与Occam反演结果进行对比，突出了聚焦反演识别界面的优势。对某地区地下水探测的实际数据进行聚焦反演计算，与水文地质资料、测井信息进行综合分析，查明了该区域地下含水层的位置及其空间展布情况，同时验证了半航空瞬变电磁对地下水探测的可行性。

时间域航空电磁的天电噪声去除研究

作者： 贲放   黄威   路宁   韩飞   郑红闪   丁志强   李军峰   来源： 物探与化探 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   去噪   剪切均值滤波   天电噪声  

描述： 天电噪声是影响时间域航空电磁数据质量的主要噪声源之一,在实际工作中如何对其高效、快速地去除是数据预处理的关键。前人研究的α-trimmed均值/中值滤波对天电噪声去除效果较好,但单窗口滤波存在一定问题,小窗口滤波去除天电噪声不彻底,大窗口滤波虽可很好地去除天电噪声,但供电处、峰值和断电处数据会被过度平均化。因此,提出混合窗口剪切均值滤波,即每半个周期内供电处、峰值和断电处数据采用小窗口参数滤波,其他数据采用大窗口参数滤波,该方法滤波后保证数据变化趋势的同时较好地去除了天电噪声。天电噪声的去除不仅能提高数据信噪比且能增大勘探深度,可以为后期数据处理提供高质量的原始测量数据。

基于MPI+OpenMP的时间域航空电磁快速正演算法

作者： 任运通   李貅   齐彦福   曹华科   来源： 物探与化探 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   OpenMP   MPI   有限元  

描述： 时间域有限元算法已被广泛应用于航空电磁三维正演模拟当中,然而由于航空电磁测区面积大,且采样密集,造成正演计算量巨大,传统的串行算法已经无法满足计算效率要求,为此,开展了并行加速算法研究以解决计算效率不足的问题。基于航空电磁系统的影响范围有限,采用局部网格技术将计算任务划分成多个子网格,即每个发射源一套网格,各网格的正演计算相互独立,不存在数据依赖性,具有很好的可并行性;利用MPI技术对多个子网格正演任务进行分配,在各个进程上进行并行计算;针对每个正演子网格,在进行时间域有限元算法正演模拟过程中,采用OpenMP技术对单元矩阵进行并行计算。典型地电模型的数值模拟结果表明本文开发的MPI+OpenMP并行正演算法可以有效提高正演速度,最高加速比可达10倍。

时间域航空电磁的天电噪声去除研究

作者： 贲放   黄威   路宁   韩飞   郑红闪   丁志强   李军峰   来源： 物探与化探 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   去噪   剪切均值滤波   天电噪声  

描述： 天电噪声是影响时间域航空电磁数据质量的主要噪声源之一,在实际工作中如何对其高效、快速地去除是数据预处理的关键。前人研究的α-trimmed均值/中值滤波对天电噪声去除效果较好,但单窗口滤波存在一定问题,小窗口滤波去除天电噪声不彻底,大窗口滤波虽可很好地去除天电噪声,但供电处、峰值和断电处数据会被过度平均化。因此,提出混合窗口剪切均值滤波,即每半个周期内供电处、峰值和断电处数据采用小窗口参数滤波,其他数据采用大窗口参数滤波,该方法滤波后保证数据变化趋势的同时较好地去除了天电噪声。天电噪声的去除不仅能提高数据信噪比且能增大勘探深度,可以为后期数据处理提供高质量的原始测量数据。

基于MPI+OpenMP的时间域航空电磁快速正演算法

作者： 任运通   李貅   齐彦福   曹华科   来源： 物探与化探 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   OpenMP   MPI   有限元  

描述： 时间域有限元算法已被广泛应用于航空电磁三维正演模拟当中,然而由于航空电磁测区面积大,且采样密集,造成正演计算量巨大,传统的串行算法已经无法满足计算效率要求,为此,开展了并行加速算法研究以解决计算效率不足的问题。基于航空电磁系统的影响范围有限,采用局部网格技术将计算任务划分成多个子网格,即每个发射源一套网格,各网格的正演计算相互独立,不存在数据依赖性,具有很好的可并行性;利用MPI技术对多个子网格正演任务进行分配,在各个进程上进行并行计算;针对每个正演子网格,在进行时间域有限元算法正演模拟过程中,采用OpenMP技术对单元矩阵进行并行计算。典型地电模型的数值模拟结果表明本文开发的MPI+OpenMP并行正演算法可以有效提高正演速度,最高加速比可达10倍。

基于FPGA的时间域航空电磁多波脉冲发射电路控制设计

作者： 吴珊   王浩   刘磊   曹展宏   来源： 电子设计工程 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 时序控制   现场可编程门阵列   时间域航空电磁   多波脉冲发射  

描述： 宽，从而实现数字化控制，产生精度高、可控性强的多路数字驱动信号。与传统的半正弦波发射电路相比，其主波发射脉冲由两个1/4正弦波组成，上升沿和下降沿的时长和陡度可以通过程序独立调节，副波发射脉冲为快速关断沿的小幅值梯形脉冲，通过实测试验验证了该文方法的可行性，能够满足深地与近地表探测的要求。

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

作者： 齐彦福   李貅   殷长春   戚志鹏   周建美   孙乃泉   刘云鹤   张博   来源： 地球物理学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   异常识别   各向异性   自适应有限元   三维正演  

描述： 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.

时间域航空电磁运动噪声去除研究

作者： 黄威   贲放   孙思源   李军峰   胥值礼   廖桂香   吴珊   来源： 地质论评 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 最小二乘法   时间域航空电磁   正交多项式法   切比雪夫法   运动噪声  

描述： 时间域航空电磁法原始数据中伴有各种噪声,其中运动噪声对数据质量影响较大。去除运动噪声的方法较多,如多项式拟合、高通滤波等,但不是每种方法都可以有效的对运动噪声进行去除,因此本文比较几种拟合方法来观察运动噪声的去除情况。运动噪声直观的概念是接收线圈内的磁通量

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

作者： 齐彦福   李貅   殷长春   戚志鹏   周建美   孙乃泉   刘云鹤   张博   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   异常识别   各向异性   自适应有限元   三维正演  

描述： 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.