吉林大学学报(地球科学版)

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基于多元线性回归的HTEM三维异常体电导率-深度识别

嵇艳鞠,冯雪,于明媚,徐江,呼彦朴,关珊珊   

  1. 吉林大学仪器科学与电气工程学院/地球信息探测仪器教育部重点实验室,长春130026
  • 收稿日期:2013-12-26 出版日期:2014-09-26 发布日期:2014-09-26
  • 通讯作者: 关珊珊(1982-),女,讲师,博士,主要从事时间域电磁法理论及应用技术研究 E-mail:guanshanshan@jlu.edu.cn
  • 作者简介:嵇艳鞠(1972-),女,教授,博士,主要从事时间域电磁法理论及应用技术研究,E-mail:jiyj@jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(4117409)

Conductivity-Depth Identification of HTEM 3D Anomalies Based on Multiple Linear Regression

Ji Yanju, Feng Xue, Yu Mingmei, Xu Jiang, Hu Yanpu, Guan Shanshan   

  1. College of Instrumentation and Electrical Engineering, Jilin University/Key Laboratory of Geo-Exploration Instrumentation, Ministry of Education, Changchun130026, China
  • Received:2013-12-26 Online:2014-09-26 Published:2014-09-26

摘要:

针对时域航空电磁飞行测量数据量大、电导率-深度成像计算时间长,以及三维反演困难等问题,笔者采用三维时域有限差分数值计算方法,计算了多组不同电导率、不同深度的三维异常体电磁响应;通过分析三维异常体剖面曲线的属性特征,提取了7个特征属性参数;基于多元逐步回归法建立了三维异常体的电导率、深度回归方程;通过对方程进行离群值剔除和共线性诊断、显著性检验,最终得到了电导率、深度最优回归方程。对回归方程模型分析和精度分析的结果表明,取样时间为0.2~1.5 ms时:电导率模型的相对误差小于11.95%,残差平方和为4 653.724;深度模型的相对误差小于13.19%,残差平方和为10 873.645。因此,采用多元逐步回归法建立三维异常体电导率和深度方程是完全可行的,是一种有效、准确、快速的识别方法,为野外航空电磁飞行测量时的海量数据异常快速检测和识别奠定了基础。

关键词: 航空时域电磁, 三维, 多元线性回归, 电导率, 深度

Abstract:

Because of airborne time-domain electromagnetic measurement data is large and the CDI imaging consumes plenty of time, it is still difficult to carry on the three-dimensional inversion. Facing with these problems, we propose multiple linear regression method to identify the conductivity and depth of anomalies. First, we use three-dimensional time-domain finite difference method to calculate the electromagnetic response of anomaly on multiple sets of conductivity and depth. Second, we extract seven attributes by analyzing three-dimensional anomaly profile curve. Third, we obtain the stepwise regression equation for the conductivity and depth of three-dimensional anomalies. By outliers’ rejection, collinearity diagnostics and significance testing, we get the optimal regression equations at last. According to the model analysis and accuracy analysis on regression equation, the optimal regression suggests as follows: when sampling time of profile curve is within the scope of 0.2-1.5 ms, the relative error of conductivity is less than 11.95% and the sum of squared for error (SSE) is 4 653.724. With the same sampling time, the relative error of depth is less than 13.19% and SSE is 10 873.645. Therefore, stepwise regression is entirely feasible to estimate conductivity and depth of anomalies. It is an efficient, accurate and rapid method, which lay a foundation for HEM flight measurement of mass data of rapid detection and identification in the open air.

Key words: airborne time-domain electromagnetic, three-dimensional, multiple linear regression, conductivity, depth

中图分类号: 

  • P631.3
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