近场源多频电磁法人工蜂群约束反演研究

近场源多频电磁法常用于浅层电性结构调查,其数据反演结果直接影响探测成效。针对常规最小二乘反演收敛不稳定、多解性强的问题,提出一种人工蜂群非线性算法和先验信息约束相结合的反演方法。首先阐述了近场源多频电磁法正演问题,并对正演精度进行验证;在此基础上,对人工蜂群非线性算法原理进行了剖析,给出反演计算流程;之后,讨论了在人工蜂群反演中引入参考模型约束、光滑约束和物性范围约束的方法,最终形成近场源多频电磁法的人工蜂群约束反演方法。采用理论模型对该方法进行测试,结果表明:人工蜂群反演方法适用于多层模型,能满足数据拟合要求,且收敛曲线稳定下降,避免了常规反演陷入局部极小解的问题;人工蜂群反演在无约束时易出现虚假构造,而有约束时可有效收紧反演解空间,使结果更加接近真实值,反演结果质量更高。对两例不同电性环境下的近场源多频电磁实测数据进行试算,人工蜂群约束反演均给出符合实际地质情况的结果,表明该方法有效且可靠。因此,近场源多频电磁法的人工蜂群约束反演方法具有在实践中推广应用的价值。

近场源浅地表多频电磁法正反演研究

工程地质及环境问题日渐突出,浅地表电磁探测也日渐发展起来。相较于传统直流电法,近场源频率域电磁探测方法及其装置均有更显著的优势。论文首先介绍了近场源多频电磁法正演公式及数值解法,并对反演方法进行了阐述;然后对文献中的经典模型进行正演,分析了正演结果的精度;最后基于不同的地电模型、不同噪声水平的电磁数据进行已知与未知模型反演,并对比了反演结果。对比反演结果可知,近场源多频电磁法对三层模型中的H型地电模型在较强噪声水平下仍与理论模型吻合较好,且按不固定的未知模型来反演也能较好拟合。研究结果表明,本文正演过程精度高,反方法也表现出了很强的抗干扰能力,为近场源频率域电磁探测方法推广提供理论依据。