摘要：传统的大地电磁二维反演方法较为成熟,但仍存在反演结果依赖初始模型和正则化参数选取、容易陷入局部极小值等问题。监督下降法是一种学习平均下降方向来预测数据残差的机器学习算法。本文尝试采用监督下降法解决传统的大地电磁二维反演存在的问题,基于监督下降法理论开发了大地电磁二维反演算法,设计理论模型合成算例验证了算法的正确性,并对西藏高原实测数据进行反演,检验了监督下降法的实用性。理论模型合成数据和实测数据反演结果表明,相较于传统的非线性共轭梯度反演,基于监督下降法的反演具有收敛速度快、反演效果好、抗噪能力强等特点。

摘要：巷道直流透视技术,在煤矿工作面底板或顶板隐伏富水异常体的探查方面已有很多成功的实例,但是针对该方法的成像方法及局限性的研究较少。为了论证该方法的可靠性和局限性,从理论模型异常分析及反演成像,工程实测数据成像解释进行讨论。首先采用直流电三维有限元,模拟了工作面底板赋存单个富水陷落柱和多个富水陷落柱模型的响应。根据典型煤矿巷道参数设计理论模型,探讨了三极透视成像方法合成数据响应对陷落柱的反应能力。进一步对理论模型进行了二维反演成像,成像结果表明,成像结果沿巷道方向二维反演有较强的分辨率,而垂直巷道方向由于受观测方式的限制,异常呈条带状,异常位置与实际存在偏差。最后对陕北某矿工作面的巷道直流透视工程实例进行了二维反演成像,处理结果表明该方法横向敏感,纵向由于观测数据不完备,定位能力较差。

摘要：分析高密度电法二维反演过程,给出了二维反演软件的设计思路和软件界面框架.针对高密度电法中二极、偶极-偶极、三极和对称四极装置的各自工作特点和实测数据格式,分析并简化了实测数据的输入流程.另外,FlexGrid表格控件的使用,解决了高密度电法大数据量输入和数据显示问题.二维反演计算采用了VC++/C和Fortran混合编程技术,既减少了软件开发的工作量,又便于软件的维护和升级.

摘要：对于多段线剖面的MT二维反演,通常采用各测线段剖面单独反演的方法,或者采用对多段线剖面"截弯取直"式反演的方法,前者分段式反演由于"边界效应"的存在往往造成反演结果拼接不上,后者"截弯取直"式反演结果不能反映测线剖面的真实长度,影响解释工作。提出一种多段线MT二维反演的改进方法,先选定一测线段剖面(通常是最长的一段)方位作为MT二维反演测线的固定方位,计算与之相邻的测线段上各测点到临近拐点的距离Li,然后将需要旋转的测点坐标进行等距离Li旋转,使测点归一到原先固定测线的方位上,逐级类推,最后对新形成的一段线剖面数据进行二维反演。应用这种改进方法,通过对设计模型不同极化模式下的正反演对比分析和实测数据的反演结果验证,认为该方法有效解决了多段线MT二维反演拼接部位边界效应的影响,并且最大程度上反映了测线剖面的真实长度,提高了反演结果的可靠性,有利于后期的综合解释。

摘要：为了研究地形起伏对野外勘探结果的影响,对不同地形条件下地质模型进行正演模拟并进行反演计算,分析大地电磁在不同地形条件下的勘探效果。设计了均匀半空间、层状半空间下的各种地形的正演地质模型,并进行反演计算,得到对应的反演剖面图。对比计算结果发现,无论在均匀半空间还是在层状半空间,地形起伏对勘探结果均会造成影响。

摘要：本文提出了一种基于多进制变换的大地电磁(Magnetotelluric,MT)二维反演方法。传统的大地电磁反演方法由于噪声干扰,方程的不正定性等因素,得到的模型较为模糊,为了得到模型更加精确的反演结果,将多进制变换函数引入大地电磁法反演研究中,将反演过程从连续的传统空间转化到离散的多进制空间中,通过控制所构建的误差函数,更好的突出背景值与异常体值的差异。为了使算法更加高效与准确,采用相对准确有限单元法进行正演,收敛速度较快的高斯牛顿算法进行反演。该方法通过一个低阻异常模型的数值模拟实验,证明了所开发算法的有效性与稳定性。

摘要：高密度电法在工程勘察中得到了越来越广泛的应用。通过一次性布极完成整个剖面的数据采集,高效准确。但是在测线方向受场地影响而难以实现布极的情况很多,如测线经过公路、铁路等情况,高密度电法勘探中受测线方向的场地限制时,结合普通电测深法进行资料采集和数据的二维反演解释提出相应的解决方案,进行一些探讨。

摘要：针对目前高密度电阻率法所采用的数据处理方法主要是把地质结构体视为二度体进行二维处理,从而二维数据资料处理结果只是一种近似解释,其计算精度与反演效果达不到精确反演的要求,设计一种典型的地质体模型,利用有限单元法进行正演计算,对含有高斯随机误差的各测线二维正演数据分别进行高密度电阻率法二维、三维反演,对比二维和三维的反演结果。最后在广东某场地采用高密度电阻率法对岩层划分,利用二维勘探的数据进行二、三维反演。研究结果表明:三维反演受高斯随机误差的影响更小,反演结果与实际地质模型更接近;三维反演在岩层划分中更能凸显岩层分界面区域,岩层的空间分布及岩层、覆盖层的整体连续性能更真实地体现,与钻探结果吻合程度更好。

摘要：对于大地电磁有效探测深度的研究,以往主要从频率的角度进行讨论。通过大量二维直立断层模型的反演对比研究表明,剖面长度对有效探测深度也有着重要的影响。文中设计了一组不同断距的直立断层模型,对TM极化模式下反演剖面长度对有效探测深度的影响进行了细致的研究。结果表明,在频带足够宽、测点足够密集的情况下,对一定深度的目标区,剖面长度的选取直接影响着反演结果。当反演剖面长度较短时,反演结果不可靠,不能正确地反映目标层深度,而当反演剖面长度增加到一定长度后,反演结果就很好且几乎不再随长度的增加而变化。对直立断层而言,若要得到同样好的反演结果,随着断距的增加,反演剖面长度也需增长。通过对模型的大量反演结果进行分析,得到了一组量化的数据,对于文中所设定的模型,通过数据拟合,发现断距与所需反演剖面长度满足线性关系。该研究可在野外观测的剖面长度设计、反演结果的有效深度评价等方面有参考意义。

摘要：研究目的:在大地电磁反演方法的研究中,模型与观测数据一般是非线性关系,观测数据的有限性及含噪声使得反演结果具有非唯一性,地球物理建模理论的近似和先验信息的不足使得各反演方法难以兼顾解决全局收敛和高效收敛问题。通过在目标函数中采用正则化方法,可以使得不适定反演问题具有稳定的反演结果,改善解的稳定性和非唯一性问题。因此,寻求一种合适的二维正则化反演方法显得尤为重要。研究结论:(1)求解适定的大规模反演线性方程组时,为了改善高斯-牛顿法的局部收敛,可以采用阻尼高斯-牛顿迭代算法,通过对理论模型的试验,基于阻尼高斯-牛顿算法的大地电磁二维正则化反演计算结果真实地反映了模型的地电参数,准确地把握住异常体的深度及大小,说明该反演算法是有效的;(2)将模型反演计算的预测数据与实际的观测数据进行对比分析,无论是预测视电阻率数据,还是阻抗相位数据,都与其实际观测数据基本吻合,说明了反演算法的准确性,适用于大地电磁的二维资料解释;(3)利用GCV法可以有效地确定出较优的正则化参数,将不适定问题转化为适定问题进行求解,保持数据目标函数和模型约束目标函数之间的平衡关系,进而使模型方差和分辨率之间达到最佳折衷;(4)该反演方法适于近似水平地形条件下进行大地电磁二维正演模拟,可用于铁路、公路等勘察领域二维大地电磁数据资料解释中。