电法正反演方法和软件使用介绍

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,多元地学空间数据管理与分析系统(,GeoExpl2005),电法正反演方法和软件使用介绍,谭 捍 东,中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,2005年,10,月25日,GeoExpl,收录的电法软件,电阻率法和激发极化法一维正反演,电阻率法和激发极化法人机交互式二维正反演,电阻率法和激发极化法二维正反演,电阻率法二维地形改正,大地电磁法二维反演,电阻率法和激发极化法一维正反演,正演计算：层状介质线性滤波法,反演方法：最小二乘法（马奎特或广义逆法）,适用的测深装置：,二极装置,对称四极装置,轴向偶极装置,对一维正反演方法的评述,在有些情况下是很有用处的；,收录的反演方法的结果严重依赖初始模型，层参数,的选取是很困难的；,对模型参数的圆滑程度无约束，不能压制多解性；,对实测数据的观测质量不重视。,建议以后收录基于,OCCAM,型的一维反演方法,电阻率法和激发极化法人机交互式二维正反演,正演计算：基于三角形剖分的有限单元法,反演方法：试凑法人机交互反演,适用各种剖面和测深装置,可以模拟起伏地形和复杂地电模型,难以拟合实测资料和控制反演的多解性,电阻率法和激发极化法二维正反演,正演计算：基于三角形剖分的有限单元法,反演方法：最小二乘反演,通过电位函数与模型参数间的简单关系来计算雅可比矩阵,适用各种装置的数据,可以模拟起伏地形和复杂地电模型,在目标函数中加入先验信息控制反演的多解性,直流电阻率法带地形二维反演算例,直流电阻率法二维地形改正,正演计算：有限单元法,改正方法：比值法,将野外实测的视电阻率曲线，逐点除以相应点纯地形异常，从而得到经过地形改正后的视电阻率曲线,用于各种电剖面法和电测深法,资料地形校正,51 28,x,方向节点数,z,方向节点数,32 16 8 4 2 1 38*0.5 1 2 4 8 16 32,x,方向剖分,0.25 20*0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0 32.0,z,方向剖分,10*1 31*1 10*1 地表起伏,100 半空间电阻率值,4 2 数据个数和装置类型(三极(1)、四极(2),70.5 71.5 72.5 73.5 100,xa,xm,xn,xb,umn,63 64 65 66 100,63 64 65 66 100,63 64 65 66 100,二维地形改正输入文件内容,大地电磁法勘探原理,E,H,Low Frequency,High Frequency,Earth,大地电磁法二维反演,二维反演国内外研究应用现状,国际,二维反演算法成熟，方法种类多，主导方法有：,RRI，CG，OCCAM。,RRI,由于具有独特的速度优势和较好的效果,而得到普遍应用。,国内,大致从95年开始逐渐接受二维反演，,并用于实际资料处理，现已普遍应用。,二维反演算法的关键技术,1 灵敏度矩阵的快速计算,要求理论正确合理，计算速度快。,2 减小和压制多解性,普遍采用的方案：约束模型的粗糙度。,标准反演法的灵敏度矩阵,d,1,d,j,d,N,m,1,m,2,m,11,m,12,m,1r,m,j1,m,M,m,j2,m,jr,J =,快速反演法的灵敏度矩阵,d,1,d,j,d,N,m,1,m,2,m,11,m,12,m,1r,m,j1,m,M,m,j2,m,jr,J =,0,0,0,0,0,0, ,0,0,快速反演法的灵敏度函数,在测点,y,i,处,TE,模式,的灵敏度函数:,在测点,y,i,处,TM,模式,的灵敏度函数:,快速反演法灵敏度函数有效性检验(层状模型),快速反演法灵敏度函数有效性检验(二维模型),减小和压制多解性普遍采用的方案,二维反演算法实用化需解决的问题,1 误差信息的合理利用,用实际数据误差对数据拟合差归一化，保证拟合到数据误差水平内即可以了，避免了过度拟合引起的多余构造。,二维反演算法实用化需解决的问题,2 视资料情况和地下构造的复杂程度能分别进行,单模式反演,联合模式反演,二维反演算法实用化需解决的问题,3 能利用已知信息对模型进行约束,二维反演算法实用化需解决的问题,4 能解决地形起伏的影响,最好的解决方案：带地形直接反演。,利用的场值：,电场沿地形的分量（非水平分量）,磁场水平分量。,我们开发的二维反演算法很好地解决了上述问题，经过了大量实测资料的检验，其理论严谨，吸收了国际上一些通用的先进思想，计算速度快，应用效果好，达到了完全实用化。,二维反演基本思想部分借鉴和吸收国外先进思想。,主要参考文献,1,、吴广耀，胡建德，,1990,，大地电磁资料的二维,连续模型自动反演，地球科学，,15,。,2,、吴小平，吴广耀，胡建德，,1994,，二维最平滑,模型的大地电磁快速反演，地球科学，,19,（,6,）。,3,、,Smith JT, Booker JR Rapid inversion of two-,and three-dimensional magnetotelluric data.,J. Geophys. Res., 1991,96, 39053922,带地形二维反演例子,大地电磁法带地形二维反演算例,大地电磁法带地形二维反演算例,2,DMT Inverse Based Information File,1 65 40 13 83 90,文件*.,mt1,2DMT Inverse Grids Information File,coordinate of sites,-22350.0 -16350.0 -11850.0 ,frequency,320.00009 239.99989 160.00000 ,grid_y,-670051.4 -448367.6 -300578.4 ,grid_air,-204800. -102400. -51200. ,grid_z,0.0 50.0 100.0 ,grid of topography,1 1 1 1 1 1 1 ,文件*.,mt2,2DMT Inverse Model Information File,model_ID 0.,yvalues 1,0.,zvalues 2,0.0 50000.,log10 ress,文件*.,mt3,2DMT Inverse Point Information File,TE,.mtd_newsite09x.mtd,.mtd_newsite73x.mtd,TM,.mtd_newsite09y.mtd,.mtd_newsite10y.mtd,文件*.,mt4,谢 谢 ！,欢迎批评指正,