基于OCCAM算法的多模式表面波联合反演研究

将OCCAM算法引入到多模式表面波联合反演中,给定一组具有观测误差的实测表面波频散数据,寻找最光滑的模型参数剖面;应用权重矩阵提高数据分辨率;采用自适应修改拉格朗日乘子光滑参数以提高迭代效果并协调模型分辨率与解的关系;利用函数关系约束、区间约束和固定约束以提高解的唯一性。某高速公路路基实例计算表明:充分利用多模式表面波联合反演不仅可使反演过程稳定,而且还能提高横波速度的反演精度和计算结果的可靠性;同时,利用的高阶波越多计算结果的可靠性就越高,分辨能力就越强。

基于OCCAM算法的瑞雷波频散曲线快速稳定反演

OCCAM算法在大地电磁测深资料反演中已获得了成功应用。将其引入到瑞雷波频散曲线反演中,应用权重矩阵,提高了解的纵向分辨率;应用拉格朗日乘子光滑参数改善了迭代效果并提高了解的稳定性,使其可以在解的精度和模型分辨率中取最佳折中解。实测资料试算结果表明:用OCCAM算法对低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。

对称正定紧包装并行OCCAM算法模拟

首先引进Transputer系统及TDS_2环境支持下运行的OCCAM语言,并组成分布存储并行处理Transputer模拟系统。其次,介绍串行的OCCAM方法及其数值试验结果。最后,介绍并行OCCAM方法及模拟计算法的运行结果。

基于测井约束反演的基岩风化带含水层富水性分析

反演是瞬变电磁资料解释的重要手段,而由于缺乏足够的高低频信息,常用的反演方法存在横向连续性差、纵向分辨率低、对数据的控制力差等缺陷,对地层的空间刻画能力较低。为了提高反演精度,基于Occam算法和测井曲线建立了约束地质模型,充分利用测井信息细化反演细节,以陕北某煤矿为研究对象,将传统光滑模型与测井约束模型进行对比。研究结果表明,2种模型与实测数据均有较高的拟合度,但光滑模型易受曲线尾支跳变点影响从而失去真实的地质信息;测井约束模型能充分利用区内各地层电性特征从而减少突变,使得横向连续性增强,同时对于纵向分辨率也有一定提高,反演结果与实际情况吻合,可作为反演常用手段以提高资料解释精度。

回线源瞬变电磁法的一维Occam反演

基于Dipole 1D一维正演程序和Occam算法开发了回线源瞬变电磁法一维反演程序,并以四层介质模型验证了其正确性。对于倾斜界面模型,待反演数据由时域矢量有限单元法三维正演计算,通过对比实际模型和等效模型的反演结果,说明了一维反演可直接应用于此类情形。最后,开展了那仁宝力格煤田玄武岩深部探测案例研究。在反演电阻率断面图中,玄武岩整体形态呈"锅底状",与多个钻孔资料吻合良好,进一步验证了该反演程序的正确性。

低速软弱夹层二维横波速度结构的OCCAM反演

高速公路路基中的低速软弱夹层若处理不当,将会给高速公路的后期正常运行留下安全隐患,甚至将会导致路基结构严重的下陷和变形。本文成功地将OCCAM算法引入到瑞雷波频散曲线反演中,并获得了某路基低速软弱夹层地质结构的二维横波速度剖面。在反演过程中,权重矩阵的应用,提高了解的纵向分辨率;拉格朗日乘子光滑参数的应用改善了迭代效果并提高了解的稳定性,使其可以在解的精度和模型分辨率中取最佳折中解。实例分析结果表明,OCCAM算法用于反演低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线不但具有稳定性好、精度高及分辨能力强的优点,而且能自动分层和反演地层参数。

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。

基于航空瞬变电磁法的水下高导体探测方法

随着声、磁隐身技术的快速发展,主流的声探测和被动磁探测效能大幅降低。经典的航空瞬变电磁法凭借主动探测、对高导体敏感及探测速度快等优势,在水下高导体目标探测领域极具潜力。文中从航空瞬变电磁法原理出发,基于圆形中心回线装置形式求得时间域垂直磁场响应公式,通过构建海水—高导电层—海水—海底岩石层状模型,研究了不同目标层深度及不同收发高度下一维模型中垂直磁场响应特征;并基于三维时域有限体积法对水下高导长方体进行正演计算,获得接收线圈中心处d Bz/dt的衰减曲线。一、三维仿真结果均表明:当海水中存在高导电率目标体时,其垂直磁场响应特征与无目标存在时有明显差异。反演成像中,利用高斯白噪声合成不同信噪比的仿真数据,结合OCCAM反演算法对水下目标体进行一维计算,对比不同信噪比下水中目标检测效果。结果显示:当信噪比大于等于10 dB时,水中存在的高导电层可以被有效检测;当达到40 dB时,高导电层的深度及厚度信息也有较好地判断。最后,在40 dB的信噪比下,将高导电层电阻率值按比例减小,发现该方法仍对目标层的深度信息有明显的反应。综合以上正演及反演计算过程,有效验证了该方法在水下高导体探测领域的可行性。

水平大定源回线瞬变电磁任意点一维正反演

大定源回线装置是瞬变电磁法(TEM)的一种工作装置,在框内外皆可进行观测,探测深度大、施工效率高。但受传统中心回线装置数据处理方式限制,当前大定源回线装置仅在发射线框中心一定区域内观测信号。基于电偶极子叠加方式,实现了发射线框内外任意位置电磁场的精确计算,并基于此分析了大定源回线装置产生的一次场和二次场的分布与扩散特征;随后利用OCCAM算法对发射线框内外任意点的响应进行一维反演,并通过一维层状模型对该方法的有效性进行了验证。结果表明,采用本文提出的正反演方法可以实现大定源回线装置发射线框内外任意点地下电性结构的准确反演。最后,将本文提出的正反演方法用于湖北省荆州市某机场的实测大定源回线装置实测数据处理中,取得了可靠的成果。