多辐射场源半航空瞬变电磁法薄层探测能力

多辐射场源半航空瞬变电磁法具有探测深度大、地形适应性强和工作效率高的优点,已逐渐成为当前的研究热点。为了研究其探测能力,本文基于一维正演理论,从多辐射场源布设方式入手,选定典型测点与辐射源组合,通过定义瞬变响应相对异常,分析对比不同模型薄层电阻率、厚度、埋深等参数对薄层探测的影响。结果表明:根据测点位置合理设置发射电流方向可以有针对性地增大采集信号强度,获得形态相对简单的B和dB场响应曲线;与单辐射源相比,多辐射源激励时瞬变响应不仅幅值更大,衰减速度也更快,对大地电阻率的变化更灵敏;B场更适合用于相对异常计算,探讨多辐射场源半航空瞬变电磁法的薄层探测能力,其中x分量的薄层探测能力最强;薄层电阻率与围岩差异越大、厚度越大、埋深越浅,相对异常曲线的幅值越大,薄层越易于分辨;薄层分辨能力与测点位置有关,当测点位于多辐射源内侧时B场各分量相对异常曲线幅值更大,对薄层分辨能力更强。

基于极限梯度提升的完美匹配单层智能算法实现航空瞬变电磁问题高效吸收

对于航空瞬变电磁的低频探地问题,除了精度和效率需要考虑,深地探测问题的复杂度也不容忽视,特别是对于低频复杂问题存在异常体与背景间的多尺度效应.为了模拟开域问题,有限厚度区域的完全匹配层被用于截断计算域,然而这也无形中增大了整个模型,造成计算复杂度增加.鉴于此,提出了一种新的基于极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGB)的完美匹配单层模型,并将该模型集成到时域有限差分求解器中,以进一步提高时域有限差分仿真的性能.所提出的基于XGB的完美匹配单层模型通过特征注意力集成学习方法可以获得更高的精度,同时占用更少的内存、消耗更少的时间.此外,由于该模型依托于传统机器学习模型,因此它在模型训练的稳定性和轻量级方面具有显著的优势.最后,通过对航空瞬变电磁应用进行三维数值模拟,验证了该方法的有效性和稳定性.该模型不仅在精度、效率和问题复杂性方面具有优势,而且还可以成功地集成到时域有限差分求解器中,解决低频航空瞬变电磁问题.

时间域航空电磁法一维正演研究

基于电磁勘探理论 ,导出了层状大地条件下时间域航空电磁法 (偶极 -偶极装置 )的正演计算公式和算法 ,编制了相应的计算机程序 ,对若干典型地电断面作了正演计算 .计算结果说明时间域航空电磁法的探测能力和探测条件 ,进而为时间域直升机航空电磁系统的设计方案提供了依据 .

基于神经网络电性源半航空视电阻率反演研究

为解决目前电性源时域半航空视电阻率反演效率低、适用性差的问题,在快速计算电性源时域半航空感应电动势基础上,将理论计算的感应电动势进行等效变换,建立感应电动势与电阻率单一映射关系的样本集,选用三层误差反向算法(Back Propagation,BP)神经网络和Levenberg-Marquardt算法对样本集进行训练,优选出收敛速度快、误差小的网络参数.基于层状模型,对比了神经网络反演方法与传统方法反演效果,对于均匀半空间模型,神经网络反演结果相对误差在5%以下,传统反演结果相对误差大于20%;对于层状大地模型,结果较传统方法更接近真实模型.基于神经网络的反演方法明显优于传统方法,这为半航空电磁数据提供了新的处理与解释方法.

时间域航空电磁法研究进展综述

本文介绍国内外时间域航空电磁法的发展历史和现状,包括仪器系统、数据处理、正反演算法和应用实例。认为我国的这项技术应朝以下几个目标发展:(1)完善的仪器系统,减小噪声干扰,提取更多的有用信息。(2)高效的数据处理方法,有利于发现小规模的异常体。(3)适合航空电磁数据的正反演稳定算法。(4)精细的解释方法。结合多源信息综合解释,加强与实际勘探相结合,参考其它已有的航空物探方法解释手段,提高解释精度。

主成分分析在航空瞬变电磁去噪中的应用

由于航空瞬变电磁二次场数据是一种宽频带信号且幅度较小,因此常常受到随机噪声、天电噪声以及人文噪声的影响。研究针对上述噪声的去噪方法,可以提高处理和解释的精度。这里给出了基于主成分分析的航空瞬变电磁去噪方法,首先应用主成分分析方法对叠加抽道后的单测点衰减曲线进行分解,然后应用曲线趋势对比法和L曲线法对分解后的成分进行分析,确定出有效信号成分,最后使用这些有效信号成分进行重构,从而达到抑制噪声的目的。模拟信号分析以及实测数据的实验结果表明,应用主成分分析法处理航空瞬变电磁数据,在保持反映地下介质分布的有效信号幅度基本不变的条件下,能有效抑制天电噪声和人文噪声,为保幅处理和解释奠定了良好的基础。

航空瞬变电磁数据一维Occam反演

分析了奥克姆(Occam)反演法的原理和计算方法,并将其应用于时间域航空电磁一维反演中,给出了一种简便的正则化参数搜索方法,对迭代过程进行了改进,大大提高了反演速度,5次迭代约20s。在反演初始模型中,电阻率数据由原始感应电动势数据通过自动迭代法转换而来,深度数据由初始电阻率计算得出。经算例表明,收敛过程中满足拟合差最小的拉格朗日乘子μ值随迭代次数增加而递减;反演过程非常稳定,一般5次迭代至10次迭代就能达到收敛,对低阻层的反演深度和电阻率值都接近真实值,但对高阻层的反演深度和电阻率值误差较大。

航空视电阻率填图技术在内蒙古自治区二连浩特～东乌旗地区应用研究

利用HDY-402型三频补偿式航电系统,在内蒙古自治区二连浩特～东乌旗地区获得的实测数据,通过反演计算,将实测的航空电磁场数据转换成反映地下地质体的视电阻率(ρs),根据ρs值的差异及分布趋势,以1:200000地质图为先验条件,对内蒙古自治区二连浩特～东乌旗地区进行了岩性构造填图,显示了该技术良好的应用效果。

直升机TEM系统发展研究现状及应用前景

文章回顾了直升机TEM技术的发展历史,阐述了发展直升机TEM系统的必然性;根据国外直升机TEM系统的研制和应用现状,对直升机TEM技术的系统特点进行了论述;在综合分析的基础上,指出了我国应该发展的直升机TEM系统类型,以及在我国地质勘查中的应用前景。

频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现

FDAEM数据调平处理软件是根据地理信息系统（GIS）原理，采用图形分层、图形动态显示和网格化二级检索，以及面向对象和可视化软件开发等技术，实现了频率域航空电磁法数据的人～机联合一维调平功能。它具有可视化程度高，界面友好和操作简便直观等优点，对提高数据处理效率和观测数据质量，具有较高实用价值。这里简述了软件的功能需求、设计思路，以及采用的关键技术，并对软件的实际应用作了介绍。

航空瞬变电磁正演中频时转换方法分析及系数的选取

在瞬变电磁法正演计算中,常常需要频时转换来获得垂直磁场随时间的变化率。目前已经提出了多种频时转换方法,其中G-S变换法只涉及实数计算,具有较快的速度,因此已经成为航空瞬变电磁正演模拟的候选方法。由于航空瞬变电磁数据巨大,时间数较多,因此在保证精度的条件下怎样提高计算速度成为当前亟待解决的问题。鉴于大量频点的正弦变换和余弦变换具有较高的精度,这里使用三层和四层典型地电模型,通过比较余弦变换、正弦变换和不同点数G-S变换的正演计算结果来确定最佳的G-S变换系数。实验结果比较和分析认为,采用8个系数的G-S变换法不仅有较快的计算速度,而且也有较高的计算精度。

用于航空电磁数据调平处理的导数突变点统计法

航空电磁数据中经常存在条带状误差,为消除这种误差,通常采用窗口滤波。但是,窗口参数及滤波参数要求极为严格,且不能区分调平误差和其类似大小的地质异常,需要操作者多次尝试以寻求合适的处理参数。这里提出了导数突变点统计法,该方法首先在沿伪切割线方向(垂直飞行方向),对网格化的航空电磁数据求取伪切割线的导数,采用高通滤波方法滤掉幅值比较小的导数突变点;然后统计每条航线上的突变点个数,根据预设的阈值,确定出存在条带误差的航线;再针对这条航线上的数据,采用均值滤波得到调平结果。导数突变点统计法能自动找出存在误差的航线,并只针对误差线进行滤波,能有效消除条带状误差,极大地保留真实地质异常。导数突变点统计方法算法简单,输入参数少,数据处理速度快,为航空电磁数据调平提供了一种新思路。

基于MAPGIS二次开发的航电剖面曲线即时显示功能

依据以往航电异常解释的工作方法以及前人的研究思路,基于MAPGIS(SDK)6.7二次开发平台,利用VB编程语言,开发研制出利用点属性数据绘制航电剖面曲线的即时显示功能,即在子窗口中能同时显示航电各个频率实虚分量的剖面曲线及飞行高度曲线。

直升机载频率域电磁系统在我国环境和工程勘查中的应用前景

本文根据国际上采用直升机载频率域电磁系统进行环境和工程勘查的应用效果,结合我国引进的航空电磁系统的性能和特点,探讨了采用直升机载频率域电磁系统在我国进行环境和工程勘查的应用前景。

高精度航磁局部异常与盖层断层的关系及其特征

本文通过冀中北部地区高精度航磁局部异常与盖层断层对应关系之实例，经与地震资料对比及正演拟合计算，着重分析研究了盖层断层引起局部磁异常的条件、特征及地质因素，从而提出了利用高精度航磁资料确定盖层断层的可能性及划分原则与方法。本文还指出，串珠状微弱局部磁异常带与盖层断层十分吻合的事实，为高精度航磁确定盖层断层提供了重要依据。

广东龙门地区航空电磁场特征与地层单元划分

文章以2005年广东龙门地区1∶5万比例尺的直升机航空电磁测量数据为基础资料,结合地质、航磁、地面重力等资料,建立了该区地层单元划分的地球物理标志,并对该区的地层单元进行了划分。通过与广东龙门地区地质图进行对比,发现与该图大部分吻合较好,并增加了上覆和下伏地层的岩性信息,以及若干新的地层单元。该项成果对于今后采用航空电磁法进行地质填图具有一定的参考意义。

LMS自适应滤波在航空瞬变电磁信号去噪中的应用

以LMS自适应滤波理论为基础,借助Matlab编程软件成功滤除了航空瞬变电磁信号中的噪声,为航空瞬变电磁信号的后期正反演研究提供了可靠的数据。通过实验证明,LMS自适应滤波器能够合理、有效地去除天电噪声和地质噪声。

水中电偶极子空中磁场响应的一维频率域分析

海洋电磁中浅海作业由于受到空气波的干扰而难于进行，而如果于空中接收电偶极子的磁场响应则可避免空气波的干扰，是一种新的海洋电磁勘探思路。用一维频率域程序，对水中电偶极子在空中的磁场响应进行了计算分析，比较了海底有高阻异常层和低阻异常层时空中磁场响应的变化规律。分别计算测线布置、发射信号频、海水深度、异常储层埋深、异常储层厚度、储层电阻率、空中测量高度等多种因素对空中磁场响应的影响，结果表明，海底有低阻层时空中磁场有更强的响应，归一化幅度异常变化约为10％～60％，而海底有高阻异常储层时响应较弱，归一化异幅度常变化约为2％～8％。因此海洋电磁勘探中于空中接收磁场的模式，更适合浅海区低阻矿产资源的大面积调查。

TEM多分量响应模拟及曲线特征分析

针对定源回线装置瞬变电磁法观测三个分量瞬变响应的特点,利用三维正演模拟计算了均匀半空间以及不同产状低阻薄板的三分量响应,并对瞬变响应曲线特征进行了初步分析。计算结果表明,水平分量响应能够显示异常体的边界、位置,垂直分量响应主要反映异常中心。多分量综合解释可以更准确地反映地下异常体的中心位置、边界范围等几何参数,为实际资料解释提供依据。

基于小波模极大值法寻找航测异常测线

航空物探在区域地质调查、地质填图等基础地质研究中一直发挥重要的作用。这里主要探讨了利用小波模极大值法寻找航测含异常测线方法。实例验证了该方法的有效性。