基于人工神经网络的瞬变电磁成像方法

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)目前常用的解释方法是采用全区视电阻率参数,其涉及的公式复杂,迭代过程繁琐耗时。本文分析TEM数据特征,引入人工神经网络(ANN),实现了瞬变电磁拟电阻率成像。设计多隐层BP神经网络,利用瞬变电磁解析方法计算出响应幅值,作为拟电阻率的映射参数参与网络训练,再使用训练集外的新数据来测试训练后的网络。构建了均匀半空间、一维层状模型,验证神经网络的正确性和适应性,对三维地电模型进行了成像。结果表明:神经网络计算的拟电阻率能够反映出地电模型的目标体异常,网络成像结果准确度较高。最后,利用神经网络算法处理实测数据,进一步说明神经网络成像可以作为资料解释的依据。该研究证明了人工神经网络在瞬变电磁成像上的可行性,为瞬变电磁成像提供了一种新的思路。

水平层状介质下瞬变电磁成像方法

为提高瞬变电磁法的对地探测精度,从瞬变电磁场的传播特性和电磁响应特性两个角度考虑,提出了瞬变电磁成像方法:由野外实测磁场感应数据,经过反褶积和线性数字滤波求出波阻抗;用线性规划法求出每一微层走时所对应的反射系数序列,并以此为参数绘制成像结果图.对理论模型和实例资料的成像处理结果表明,采用瞬变电磁成像方法的成像处理结果比常规的瞬变电磁视电阻率处理剖面清晰、直观,大大增强了由瞬变电磁资料识别地下电性层状分界面的能力.

线性规划法在瞬变电磁成像中的应用

为解决瞬变电磁成像中反射系数求取的数值计算问题,提出了用线性规划法求解反射系数的思路.从瞬变电磁成像理论出发,构建出一个含有反射系数的欠定方程组,并对此方程进行了在电磁成像这一具体地球物理条件下的反射系数修正,用线性规划法求取修正后的反射系数泛函极小值,并给出了用线性规划法求解反射系数的详细步骤和程序框图.对理论模型进行了测试和处理.计算结果分析表明,成像剖面图示清晰,电性分界面易于辨识,这一算法可用于瞬变电磁成像的数值计算中.

回线源瞬变电磁成像的理论分析及数值计算

为进一步提高瞬变电磁法对地探测的解释精度 ,提出了回线源瞬变电磁成像原理及数值计算方法 .讨论了频率域中水平层状介质中瞬变电磁响应 ,得到一个以波阻抗为积分核的双重积分式 ;然后对水平层介质下电磁场的解进行上、下行波分离 ,得到含有以反射系数序列为未知的线性方程组 ,并给出了求取波阻抗和反射系数的数值解法 :对实测磁场值进行域的变换 ,以均匀半空间下的等效波阻抗代替积分核函数 ,经过线性数字滤波后 ,在频率域求出等效波阻抗 ;把频率域中的波阻抗转换到时间域 ,以此为参数 ,构建方程组 ,在时间域用线性规划法求出反射系数序列 .最终以反射系数为参数进行成像 .对理论模型的数值计算结果表明 ,用本文提出的成像方法可以增强瞬变电磁法识别地下电性分界面的能力 .

基于双电极电位的桥梁内部配筋锈蚀度瞬变电磁成像无损量化检测试验

钢筋混凝土结构内部钢筋锈蚀的无损量化检测技术是桥梁界亟待解决的难题。在阐述基于双电极电位法及瞬变电磁成像法的内部钢筋锈蚀无损检测技术原理的基础上,开展了考虑混凝土强度、钢筋直径、混凝土保护层厚度、锈蚀深度、水灰比等因素的基于双电极电位法的内部钢筋锈蚀无损检测试验。试验结果表明,基于双电极电位法及瞬变电磁成像法的内部钢筋锈蚀无损检测技术可行、有效,是值得后续研究的内部钢筋锈蚀无损量化检测技术方向。