起伏地形重磁三维快速正演计算

正演是反演技术的基础,正演速度和求解反演问题的系数矩阵存放一直是起伏地形下重、磁三维反演的关键技术问题。这里提出了一种起伏地形下重磁快速正演计算方法,其计算原理是根据反演在垂向的剖分层数,利用水平地形正演计算形成二个不同大小刻度标尺矩阵,然后在模型空间,使用分段线性插值的方式,直接计算出起伏地形观测点的正演值。该方法的主要特点是在保持很高的计算精度下计算速度可提高二倍,且节省计算内存,适合起伏地形下重磁三维反演技术研究。

大地电磁二维反演方法对比研究

由反演方程出发 ,从构造目标函数和方程求解方面 ,比较了国际上通用的OCCAM (奥可姆法 )、RRI(快速松弛法 )和REBOCC(简化基奥可姆法 ) ,并由两个合成模型分析比较了OCCAM、RRI和REBOCC的反演结果。试验表明 ,REBOCC是继RRI之后又一种较快的反演方法 ,可为电法勘探资料处理提供新的途径。而在RRI和REBOCC反演时 ,网格的划分对结果很有影响 。

几种地球物理勘查方法技术应用研究新进展

我国在新一轮找矿工作中,面临的多是隐伏矿产尤其是深部矿产勘查,勘查难度很大,常规的勘查方法技术手段很难发挥大的作用。因此,找矿必须以新方法新技术为引领和支撑。这里列举了部分相对成熟的地球物理勘查技术研究成果,包括高温超导磁强计、多频相位激电测量系统、复杂条件下的金属矿地震勘探技术、大透距的电磁波等,重点围绕方法技术特点、技术指标、应用实例及应用效果等方面进行归纳,以期这些成果能尽快应用于找矿实践。

大地电磁场三维地形影响的矢量有限元数值模拟

地形对大地电磁场的影响规律研究对于实际大地电磁测深反演解释具有重要的意义。基于矢量有限元法进行了大地电磁三维地形响应数值模拟。首先与二维地形模拟结果比较,验证了算法的正确性;接着,分别对1个山峰地形和1个山谷地形进行了模拟;最后,比较了二维模拟与三维模拟结果。结果表明:三维阻抗张量的Zxy模式和Zyx模式都会受到地形影响;用二维地形模拟结果去近似三维地形响应,二维TE模式与真实三维响应结果差别很大,TM模式接近真实三维响应结果;如采用二维反演处理带地形的三维MT数据,TM极化模式反演更为合理。

CSAMT一维自动迭代和人机联作方式交替反演进行拟二维反演解释

为提高野外CSAMT测深数据的反演解释效率,基于一维全区反演,提出了CSAMT一维自动迭代与人机联作方式交替反演进行拟二维反演解释的思路。该方法在自动迭代反演中,将BOSTICK反演结果作为自动迭代反演的初始模型。这里详细介绍了该方法的反演流程,并将该方法应用于实际资料的反演,反演结果与钻探资料基本吻合,证实了该方法是有效的。

基于无向图的二维地质建模设计与应用研究

为了正确、高效地建立二维地质模型,提出一种基于无向图与树结构的建模流程与环搜索方法。该方法的具体实现流程主要包括三个步骤:1在二维平面人机交互式勾画出曲线,将多个曲线中的线段求交,根据交点分裂为多个子曲线,并建立无向图中点、边、点与曲线、曲线与点的映射;2将曲线构成的无向图转化为曲线图,利用曲线与点、点与曲线的索引和树结构特点搜索曲线图中的环;3计算全部目标环的面积,按面积从小到大对环进行排序,构建任意复杂多边形区域。经算法分析和实验结果表明,设计的二维地质建模流程流畅、正确,提出的曲线树搜索环算法比传统算法时间复杂度小,且能弥补传统算法遗漏环搜索的不足。

电阻率/激电测深二维人机交互正演模拟

在有限元点源二维电阻率正演基础上,针对传统对称四极装置其电极距跨度大且不等间隔分布等特点,提出将整个正演计算区域划分为目标区、观测区和扩展区三个区域,在观测区域先采用等间隔剖分,然后在区域中插入实际电极作为正演计算节点的剖分方式,同时将无穷远边界条件简化技术引入到正演计算中,并结合人机交互与可视化技术实现了大极距电阻率/激电测深的二维正演模拟。最后通过对相关模型的试算结果表明,作者在本文中提出的针对传统对称四极装置电阻率/激电测深的二维正演模拟技术是有效可行的。

三维时间域激发极化法探测花牛山铅锌矿的试验研究

采用中国自主研制的"大深度三维电磁探测系统"在甘肃柳园花牛山铅锌矿开展的三维时间域激发极化法探测试验研究成果。对比了单一方向供电与多方向供电探测结果,并对成果进行了地质解译。研究显示:垂直主构造供电三维数据反演结果较为可信,多方向供电数据联合反演有利于提高探测结果的可靠性;利用三维时间域激发极化法探测结果建立三维电性结构模型,对解构地下三维地质结构效果明显;异常与地球物理扫面测量成果及地质资料吻合。根据试验结果弄清了矿体的容矿层位、矿体与地层的关系,可为深部地质结构推断与矿产资源评价提供依据。

基于并行处理的CSAMT拟二维反演解释

为提高野外CSAMT测深数据的反演解释效率,提出了将并行计算技术引入CSAMT测深一维自动迭代反演中进行CSAMT拟二维反演解释的思路,基于多处理器多核工作站,结合多进程和多线程并行编程技术,形成相应并行算法和程序。采用该并行计算方法进行实测数据反演解释,结果表明,CSAMT拟二维反演解释并行计算技术能较大幅度地提高CSAMT测深数据的反演解释效率。

电磁探测正反演软件设计与开发

从电磁探测软件的需求、设计和技术实现等方面,介绍软件的开发过程和功能。在软件设计与开发中应用软件工程技术流程,分别对时间域激电法(TDIP)、大地电磁法(MT)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)和频谱激电法(SIP)四种电磁方法正反演模块的软件集成进行需求分析和系统设计,形成一套完整的开发文档。针对SIP二维正反演计算、CSAMT二维正演计算和MT三维正反演模块应用并行计算技术,达到提高软件计算效率的目的,同时在软件中集成可视化技术与人机交互建模技术,提升软件的实用性。

基于云计算的物化探信息服务系统应用研究

物化探数据的应用价值和综合利用潜力巨大,因其多源异构、类型多样,导致管理和利用难度较大。利用云计算技术设计并实现了一个物化探云计算平台,并与"地质云"平台完成对接。平台采用NoSQL数据库保存非结构化的物化探数据,设计了多种属性服务、空间服务以提供物化探的数据服务与计算服务,实现了各类物化探数据的入库、管理、检索、可视化、分析等应用服务,可大大提高物化探数据的资源利用率,为物化探信息高效共享和精准服务作支撑。

“地质云”模式下大地电磁数据共享研究

采用"地质云"模式,开展了大地电磁数据共享研究,用以解决大地电磁数据的管理与共享问题。从架构设计、分类与管理、功能规划、在线处理等方面进行了探讨,重点介绍了大地电磁在线处理流程设计。最后以尼玛盆地工区电磁数据为应用实例搭建了原型系统。与传统数据共享系统相比,系统在遵循"地质云"标准的同时提出了一种新型电磁数据在线处理流程,为大地电磁专题服务在"地质云"共享提供了探索实践。

起伏地形下偶极-偶极激电测深二维反演软件开发及应用

在有限元点源二维正演模拟中,采用第二类齐次边界条件结合相应的网格剖分技术,并将二维正演模拟程序引入到偶极-偶极激电测深二维反演中,编制相应反演程序并进行集成,形成集数据输入、反演计算、数据成图和结果输出为一体的二维反演软件。通过对起伏地形下的两个理论模型合成数据及一例实测数据的反演,反演结果表明反演软件有效。

2.5维复电阻率反演并行算法设计

近年来2.5维复电阻率反演取得了一些理论和应用方面的成果,但计算过程复杂、计算量巨大,特别是正演计算过程中计算量大导致了反演速度较慢。这里在2.5维复电阻率反演计算基础上,将反演算法中的正演过程的排列和频率循环分割成多个规模较小的程序段,并发执行正演过程中的每个排列和频率循环的求解计算过程,并根据并行计算的节点数目或者计算核心数目,动态调整每个节点或者计算核心的计算量,从而提高了算法的计算效率和适应性。

基于截面轮廓线人机交互三维地质体建模

利用截面信息重构三维体是地质三维解释方法的重要发展方向,这里在研究最小表面积和最大体积法的基础上,吸取"最短对角线法"的优点,提出了最优路径(OP)算法,将二维截面的属性块自动连接成三维体,并与计算机图形交互技术结合,形成人机交互建模技术。该方法具有原理简单,易于实现和三角形连接效果较好等特点,对提高地质、物探数据解释工作的效率和准确性有着重要意义。

基于边缘计算的大地电磁法三维反演分布式计算实现

随着大地电磁法三维勘探及处理技术的逐步推广,导致数据计算量成倍增长,需要具备高性能计算能力的系统才能满足计算需要。提出基于边缘计算的理念,采用容器技术构建具备大规模计算资源池的分布式计算环境,实现了大地电磁法三维反演的分布式并行计算。基于松耦合的软件架构设计研发了大地电磁法三维反演分布式计算软件,实现了人机交互操作和反演结果可视化。

大地电磁三维正、反演多核并行计算的设计与实现

首先以频点为并行粒度,完成了MT三维正演并行计算,然后将该算法引入共轭梯度法MT三维反演过程中的正演求数据的残差、反演方程右端项的求取、共轭梯度求解模型增量这三个计算环节中,使得MT三维反演中的主要计算量实现并行化。对编制的MT三维正、反演并行计算程序,在多核工作站上通过理论地电模型进行了正演试算和反演验证,并在串行和并行两种计算方式下进行了计算效率对比。

大深度多功能电磁探测技术与系统集成

大深度多功能电磁探测系统,主要由多功能电磁探测仪器、数据采集与处理、电磁二三维正反演模拟等组成。系统研发中,攻克了多功能电磁分布式接收、大功率发射、三分量高温超导磁传感器所涉及的多项关键技术,并研究开发了配套的数据采集、处理与解释技术,系统具备AMT/MT、CSAMT、IP等测量功能。对研发系统进行了与GDP-32Ⅱ的野外对比试验及典型矿区的应用,取得显著的试验应用效果。

一种适用于电磁法数值模拟的二维建模与网格剖分方法

为满足电磁法二维数值模拟解释对交互建模与可视化网格剖分的需求,利用计算机图形学、人机交互、拓扑关系学等技术,设计了基于测线、测点等信息的二维矢量建模、四边形和三角形网格剖分方法与流程,并开发形成了软件模块。该方法与软件可提供起伏地形下大地电磁、可控源音频大地电磁法二维数值模拟的三角形、四边形网格(下边界随地形变化或平地形)剖分实用化工具。将该方法应用到多种模型试验中,取得了良好的建模与网格剖分效果。

一种电磁法三维数值模拟的建模与网格剖分方法

为满足电磁法三维数值模拟解释对交互建模与可视化网格剖分的需求,利用计算机图形学、人机交互、拓扑关系学等技术,设计了起伏地形下三维矢量交互建模、四面体和六面体网格剖分流程,并开发了软件模块。该软件可提供起伏地形下电磁法三维数值模拟的四面体、六面体网格剖分的实用化工具,提高了电磁法三维在数据模拟与解释方面的可视化程度和计算效率。