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.

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。

时间域航空电磁激发极化参数三维反演研究

作者： 满开峰   殷长春   刘云鹤   孙思源   熊彬   来源： 地球物理学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： Pearson相关约束   激发极化效应   时间域航空电磁   深度学习   3D反演  

描述： 时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关，并且各参数之间灵敏度差异较大，导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数，进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率，由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演，我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束，进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性，我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明，基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型，而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后，我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演，结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善.