發(fā)布時間：2018-03-20 06:33

  本文選題：航空瞬變電磁　切入點：全域視電阻率　出處：《長安大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：航空瞬變電磁法(Airborne Transient Electromagnetic簡稱ATEM)因其具有勘查效率高、探測成本低、通行性好、一次勘探覆蓋面積廣等顯著優(yōu)點,在全球范圍內得到了廣泛的關注,特別是加拿大、澳大利亞等發(fā)達國家應用廣泛。由于航空瞬變電磁裝置進行掃面測量、一次覆蓋面積廣,擁有海量觀測數(shù)據(jù),為數(shù)據(jù)的進一步解釋帶來了極大困難,急需一種快速、有效的資料處理解釋方法。本文在此基礎上從定性解釋與定量解釋兩方面給出一套快速、高效的成像解釋方法,為航空瞬變電磁有效解釋提供了新的解決思路。對于電法勘探而言,視電阻率參數(shù)仍然是目前廣泛應用的參數(shù),通過引入適當?shù)囊曤娮杪识x可以使視電阻率曲線能夠很好地反映出地下電性介質的變化情況。這種方式簡便并且直觀,適用于ATEM數(shù)據(jù)的定性解釋。目前所定義的視電阻率受接收點位置及早晚期近似條件的限制,并不能真實有效的反映出地下電性的分布情況,造成后期資料解釋的誤差;并且航空電磁數(shù)據(jù)量巨大,傳統(tǒng)迭代方法計算速度慢,制約了ATEM的解釋效率。因此,本文在分析大回線源非中心點處響應特征的基礎之上,基于磁感應強度響應采用改進的平移算法給出了一種適用于地面系統(tǒng)及航空系統(tǒng)的全域視電阻率定義方法,該方法無需迭代,計算速度極快,實現(xiàn)了真正意義上全時域、全空域的視電阻率定義方法。直升機吊艙式的航空電磁系統(tǒng)具有機動靈活的特點,能夠有效的應用于地質地形條件復雜的地區(qū)。但是現(xiàn)階段對于航空瞬變電磁法的研究主要基于平坦地形的理想情況,對于地形效應的研究較少,然而實際應用中地形的影響不可避免,不考慮地形影響直接計算將導致結果偏離實際并造成資料解釋的誤差。本文利用三維時域有限差分算法對于三維地表起伏模型進行了大量正演計算,并以實際地質資料為基礎,構建起伏地形條件下包含多個異常體的三維復雜模型,通過對復雜三維地形模型的ATEM瞬變響應計算,對地形效應的影響有了更加直觀的認知。最后,通過大量模型考察了地形的尺寸參數(shù)、電性參數(shù)、飛行軌跡與飛行高度等因素變化對于ATEM數(shù)據(jù)的影響情況,對于判識地形效應并進一步進行地形校正及反演解釋提供了重要的理論基礎。目前,ATEM的解釋主要以多測道曲線及一維成像或反演解釋為主,由于ATEM計算量與數(shù)據(jù)量巨大,三維反演十分困難,實現(xiàn)三維ATEM高分辨率的成像研究將是ATEM系統(tǒng)反演解釋的重點。本文將擬地震解釋技術引入到ATEM資料解釋處理當中,將滿足擴散方程的ATEM數(shù)據(jù)轉換到波場,采用地震勘探的成熟技術進行資料處理,能夠大大提高ATEM勘探的幾何分辨率。然而,由于波場反變換是一個典型的不適定問題,變換矩陣具有非常大的條件數(shù)。因此,本文通過采用預條件技術降低條件數(shù),并在此基礎上討論波場變換的預條件正則化方法、小波變換方法和奇異值分解方法的計算效果。然后引入一種分辨率高、穩(wěn)定性好的波場反變換優(yōu)化算法--多次掃時變換技術。最后利用變換后得到的虛擬波場數(shù)據(jù)進行克�；舴蚱瞥上�,獲得地下電性分界面的幾何形態(tài)。依據(jù)航空瞬變電磁裝置的特點,借鑒合成孔徑雷達思想,引入合成孔徑成像算法,可有效利用ATEM數(shù)據(jù)間的關聯(lián)性,實現(xiàn)ATEM數(shù)據(jù)快速實時成像。為了進一步獲得更好的成像效果與更優(yōu)的分辨率,對合成孔徑算法中的關鍵技術進行研究,給出最佳孔徑尺寸的求取方法,并利用數(shù)值擬合方法給出最佳孔徑尺寸求取的經(jīng)驗公式,根據(jù)經(jīng)驗公式即可直接確定最佳孔徑尺寸的大小。最后,利用多個模型示例證實合成孔徑成像方法能夠有效圈定異常范圍、提高橫向與縱向的目標分辨率,并且該方法不受海量航空數(shù)據(jù)的影響,計算速度快、可用于實時成像。本文從定性解釋與定量解釋兩個方面給出了一套適用于航空瞬變電磁系統(tǒng)的高分辨率、快速成像方法,以上研究成果進一步提高了航空瞬變電磁法的解釋精度,為豐富航空瞬變電磁解釋方法、提高勘探效率提供了重要的理論依據(jù),并且對于航空瞬變電磁方法的有效推廣提供了有利條件。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.326

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