J4 ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (4): 1212-1218.

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

起伏地形三维激电连续介质模型快速反演

刘海飞1,2|柳建新1|郭荣文1|邓小康1|阮百尧3   

  1. 1.中南大学信息物理工程学院|长沙410083;
    2.桂林理工大学广西地质工程中心重点实验室|广西 桂林541004;
    3.桂林理工大学地球科学学院|广西 桂林541004
  • 收稿日期:2010-10-22 出版日期:2011-07-26 发布日期:2011-07-26
  • 作者简介:刘海飞(1975-)|男|内蒙古赤峰人|讲师|主要从事电磁数值模拟与反演方法研究|E-mail:liuhaifei@126.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(40774057);广西科学基金项目(桂科自0832263);高等学校博士学科点专项科研基金项目(200805331083);广西地质工程中心重点实验室开放基金项目(桂科能07109011-K020);有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室项目(2010TP4012-6)

Efficient Inversion of 3D IP Data for Continuous Model with Complex Geometry

LIU Hai-fei1,2, LIU Jian-xin1, GUO Rong-wen1,DENG Xiao-kang1,RUAN Bai-yao3   

  1. 1.School of Info-Physics and Geometrics Engineering, Central South University, Changsha410083, China;
    2.Key Laboratory of Geological Engineering Centre of Guangxi Province, Guilin University of Technology, Guilin541004, Guangxi,China;
    3.College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin541004, Guangxi|China
  • Received:2010-10-22 Online:2011-07-26 Published:2011-07-26

摘要:

为提高起伏地形三维激电数据的反演解释精度和处理效率,笔者开展了连续介质模型快速反演方法研究。针对起伏地形连续电性介质模型,提出了四面体单元电性参数分块线性连续变化的参数化方法。在反演中对模型参数施加光滑和背景约束信息,以提高反演的稳定性和分辨率。通过采用降低反问题的维数、压缩存储线性反演方程各矩阵的元素以及将互换原理和拟牛顿法相结合的方式计算偏导数矩阵等手段,可有效地加快反演的计算速度。最后,为验证反演方法的有效性,对2例地电模型进行反演试算,计算结果表明:反演耗费时间较少,仅迭代6次拟合差便趋于稳定,反演结果能较好地刻画异常体形态,编制的反演解释软件可用于实际生产。

关键词: 勘查地球物理, 起伏地形, 三维激电数据, 连续介质模型, 快速反演, 偏导数矩阵

Abstract:

The study of efficient inversion method was carried out for continuous formation, targeting at improving the inversion precision and efficiency of 3-dimensional (3D) induced polarization (IP) data with waved geometry. Blocky continuously varied parameterization based on tetrahedral element was developed for the continuous changed resistivity model with fluctuated geometry. The stability and resolution of inversion was improved by including model smoothness and background prior information. The inversion efficiency was achieved via decreasing the dimension of inverse problem, memory compression of the matrix of linear equations, and calculation of sensitivity matrix with a combination of reciprocal theory and quasi-Newton method. Finally, the effectiveness of the inversion method was tested by two examples. The numerical results show that the inversion converges within 6 iterations and takes very little computational time. The inversion result can give a good interpretation of the anomalous targets. The inversion software developed can be used to interpret the real data.

Key words: geophysical prospecting, complex geometry, 3D induced polarization data, continuous model, efficient inversion, sensitivity matrix

中图分类号: 

  • P631.3
[1] 漆琳靖, 王泽清, 那金, 岑畅, 马军.

基于离散裂隙-等效连续介质耦合模型的哈尔克山裂隙网络模拟 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1256-1268.

[2] 王新宇, 严良俊, 毛玉蓉, 黄鑫, 谢兴兵, 周磊 .

起伏地形条件下长偏移距瞬变电磁三维正演 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(3): 754-765.

[3] 王微, 王世称, 刘光胜, 马生忠. 运用综合信息开展地震区划[J]. J4, 2011, 41(3): 892-899.
[4] 孟庆生, 樊玉清, 张珂, 张盟. 高阶有限差分法管波传播数值模拟[J]. J4, 2011, 41(1): 292-298.
[5] 赵广茂,李桐林,王大勇,李建平. 基于二次场二维起伏地形MT有限元数值模拟[J]. J4, 2008, 38(6): 1055-1059.
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[1] 尤敏鑫,刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[2] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[3] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[4] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[5] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[6] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[7] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[8] 周彦章,迟宝明,刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[9] 张渊,刘连登,孙景贵,陈国华,张洪喜,闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .
[10] 鲁程鹏, 束龙仓, 苑利波, 张蓉蓉, 黄币娟, 王彬彬. 基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数[J]. J4, 2009, 39(4): 717 -721 .