本文關鍵詞：基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度反演研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大地電磁測深(MT)法是在地面上觀測具有區(qū)域性乃至全球性分布特征的天然交變電磁場,從而研究地下巖層的電學性質及其分布特征的一種頻率域測深法。由于地下得目標體多為三維電性結構,傳統(tǒng)的一維或二維反演方法不能獲得目標體的真實展布,因此大地電磁三維反演現(xiàn)已成為國內外研究的熱點,與此同時,由于三維反演數(shù)據(jù)量巨大,消耗內存多,尋找合理的三維反演算法尤為重要,因此,地球物理學工作者始終在探索更為優(yōu)秀的反演算法。本文首先利用交錯網(wǎng)格有限差分實現(xiàn)大地電磁三維正演,利用典型地電模型驗證算法的有效性和準確性。以此為基礎,開展基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度(DCG)反演。在算法實現(xiàn)過程中,先利用數(shù)據(jù)空間Occam反演算法推導出模型更新算子,隨后采用共軛梯度算法求解模型更新算子,在將模型空間M轉換到數(shù)據(jù)空間N的同時,只需計算Jacobian矩陣或矩陣轉置與向量的乘積,避免Jacobian矩陣直接存儲和計算,極大減小了計算內存和運行量。其次,在實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度反演(DCG)算法的基礎上,對幾個典型地電模型進行了試算,并與非線性共軛梯度(NLCG)算法的反演結果進行對比。結果表明:DCG算法能夠較好地恢復地下地電模型的分布,與非線性共軛梯度反演算法效果相當,但DCG算法收斂速度更快,內存和CPU占用較小。最后,論文對DCG算法的抗噪能力、初始背景電阻率、頻點數(shù)選取、數(shù)據(jù)集選取等進行研究,結果表明:基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度反演算法具有良好的抗噪效果;當初始模型與圍巖電阻率接近時,利用該算法反演得到的結果較好;對反演起關鍵作用的是在異常體埋深附近的頻點;采用全張量阻抗反演得到的結果總體上好于不采用全張量阻抗反演的結果等。
【關鍵詞】：數(shù)據(jù)空間 Occam法 共軛梯度法 三維反演 大地電磁測深法
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.325
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 引言7-11
• 1.1 研究目的與意義7-8
• 1.2 國內外大地電磁三維反演研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 論文安排與創(chuàng)新點9-11
• 1.3.1 論文章節(jié)安排9-10
• 1.3.2 創(chuàng)新點10-11
• 2 基于交錯網(wǎng)格有限差分的大地電磁三維正演11-21
• 2.1 大地電磁法的基本方程11-12
• 2.2 區(qū)域網(wǎng)格離散化12-16
• 2.3 邊界條件的求解16
• 2.4 方程組的求解16-17
• 2.5 三維張量阻抗的計算17
• 2.6 典型模型大地電磁響應17-20
• 2.7 本章小結20-21
• 3 基于數(shù)據(jù)空間的大地電磁三維共軛梯度反演21-33
• 3.1 數(shù)據(jù)空間Occam反演算法21-23
• 3.2 共軛梯度法23-24
• 3.3 數(shù)據(jù)空間共軛梯度反演24-26
• 3.4 靈敏度矩陣的求取26-31
• 3.5 正則化因子的選取原則31
• 3.6 本章小結31-33
• 4 理論模型的MT響應反演33-47
• 4.1 單個異常體模型33-38
• 4.1.1 低阻體模型33-35
• 4.1.2 高阻體模型35-38
• 4.2 組合體模型38-42
• 4.3 復雜模型42-46
• 4.4 本章小結46-47
• 5 反演算法適應性研究47-57
• 5.1 數(shù)據(jù)噪聲的影響47-49
• 5.2 初始模型的影響49-52
• 5.3 頻點個數(shù)的影響52-53
• 5.4 反演數(shù)據(jù)集的影響53-55
• 5.5 本章小結55-57
• 6 結論與建議57-59
• 6.1 結論57
• 6.2 建議57-59
• 致謝59-61
• 參考文獻61-64

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1 劉文R

本文編號：391695