頻率域可控源電磁法全區(qū)測(cè)量及反演.pdf

1、目前，像CSAMT這類頻率域可控源電磁法都是在遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量，然后計(jì)算遠(yuǎn)區(qū)視電阻率，運(yùn)用MT的反演方法反演或直接反演。然而，運(yùn)用MT的反演方法進(jìn)行反演必然有一定的誤差，而直接反演卻因?yàn)橹挥羞h(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)很難把近區(qū)、過(guò)渡區(qū)也反演準(zhǔn)確，且其反演時(shí)網(wǎng)格數(shù)多，反演速度慢。最近，何繼善院士提出了廣域電磁法，該方法可以在全區(qū)測(cè)量并計(jì)算出沒(méi)有場(chǎng)源效應(yīng)影響的廣域視電阻率.在廣域電磁法的啟發(fā)下，為了實(shí)現(xiàn)頻率域可控源電磁法二維、三維快速、準(zhǔn)確反演，本文提出了全區(qū)測(cè)量及

2、反演的思想。全區(qū)測(cè)量及反演是不分近區(qū)、過(guò)渡區(qū)、遠(yuǎn)區(qū)，在場(chǎng)源附近測(cè)量地面的電場(chǎng)、磁場(chǎng)分量，且不去計(jì)算視電阻率，直接利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)分量數(shù)據(jù)進(jìn)行反演。
　　 為了研究頻率域可控源電磁法全區(qū)測(cè)量及反演的可行性，本文以純二維問(wèn)題為研究對(duì)象，即地下構(gòu)造為二維的，地下介質(zhì)為各向同性的介質(zhì)，源為無(wú)限長(zhǎng)線電流源且與地下介質(zhì)構(gòu)造走向平行。在正演時(shí)，采用三角形線性插值的有限單元法進(jìn)行模擬，可以對(duì)起伏地形下的二維構(gòu)造進(jìn)行正演計(jì)算。反演時(shí)，以最小二乘法為

3、基礎(chǔ)，并加入一個(gè)光滑約束條件，同時(shí)將粗糙度因子看著阻尼因子，進(jìn)行光滑約束的阻尼最小二乘反演。反演過(guò)程中，關(guān)鍵是如何快速地計(jì)算出偏導(dǎo)數(shù)矩陣，本文采用輔助場(chǎng)法求解偏導(dǎo)數(shù)矩陣，其求解精度高，速度快。
　　 首先，本文研究了地形對(duì)電磁響應(yīng)的影響，突出了對(duì)二維模型做二維反演的重要性；然后，通過(guò)對(duì)幾個(gè)模型的反演計(jì)算，驗(yàn)證了全區(qū)測(cè)量及反演的可行性，實(shí)現(xiàn)了帶地形的頻率域可控源電磁法二維快速、準(zhǔn)確反演。同時(shí)，通過(guò)對(duì)相鄰兩測(cè)點(diǎn)的最高頻率的視電阻率進(jìn)