地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法及系统

    专利查询2026-07-22  15


    本申请涉及电磁探测,特别是涉及一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法及系统。


    背景技术:

    1、瞬变电磁法(tem)是地球物理勘探技术,通过激发瞬态电磁场并测量其衰减特性来探测地下介质电性。方法通过注入短暂电流脉冲产生一次电磁场,感应出地下电流,电流衰减产生二次磁场,与地下介质电导率相关。数据采集和分析主要在时间域进行,包括曲线分析、视电阻率计算等。tem具有勘探深度大、分辨率高、对低阻层敏感等优点,广泛应用于水文地质、环境工程等领域。大地介质有激发极化特性,瞬变电磁场激发下产生效应,影响瞬变电磁响应,需考虑。为分析解释瞬变电磁响应数据,推断地下地质构造,常采用多参数模型描述大地,含电阻率、极化率、时间常数、频率相关因子。通过反演建模技术,根据瞬变电磁响应,重建多参数模型。

    2、然而,多参数模型的重建需要根据有限的瞬变电磁数据恢复多个地电参数,数值上存在奇异性,实测的瞬变电磁数据往往不足以对重建过程进行有效约束,导致反演重建结果存在多解性问题。在不同的位置进行瞬变电磁数据采集,或者采用不同的观测参数进行多次数据采集,增加有效数据量,对重建过程进行联合约束,能够削弱这种奇异性。但是实际应用中,特别是在地面瞬变电磁法中,增加采集数据量往往会大幅增加工作成本,存在使用上的困难。


    技术实现思路

    1、本申请的目的是提供一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法及系统,可提高瞬变电磁多参数探测的准确性。

    2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:

    3、第一方面,本申请提供了一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,包括:

    4、在目标区域布设发射源。

    5、依据工作设计,在不同的飞行高度位置开展地-空瞬变电磁测量,得到瞬变电磁数据总集;所述瞬变电磁数据总集包括不同飞行高度下的瞬变电磁数据集;所述瞬变电磁数据集包括若干个瞬变电磁数据。

    6、根据所述瞬变电磁数据,采用粒子群算法,构建地电参数的目标函数。

    7、对所述地电参数的目标函数进行优化,当收敛误差大于终止阈值时,将最优粒子作为遗传算法种群的一个个体,进行遗传算法反演,得到多参数地电模型。

    8、第二方面,本申请提供了一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建系统,包括:

    9、布设模块,用于在目标区域布设发射源。

    10、采集模块,用于依据工作设计,在不同的飞行高度位置开展地-空瞬变电磁测量,得到瞬变电磁数据总集;所述瞬变电磁数据总集包括不同飞行高度下的瞬变电磁数据集;所述瞬变电磁数据集包括若干个瞬变电磁数据。

    11、函数构建模块,用于根据所述瞬变电磁数据,采用粒子群算法,构建地电参数的目标函数。

    12、模型构建模块,用于对所述地电参数的目标函数进行优化,当收敛误差大于终止阈值时,将最优粒子作为遗传算法种群的一个个体,进行遗传算法反演,得到多参数地电模型。

    13、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:

    14、本申请提供了一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法及系统,采用地-空瞬变电磁测量方法,快速获取空中不同飞行高度的瞬变电磁响应数据,联合使用不同飞行高度的数据进行大地模型的多参数重建,削弱多参数重建的奇异性问题,解决反演重建结果的多解性问题,提高瞬变电磁多参数探测的准确性。



    技术特征:

    1.一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,其特征在于,在依据工作设计,在不同的飞行高度位置开展地-空瞬变电磁测量,得到瞬变电磁数据总集之后,还包括:

    3.根据权利要求2所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,其特征在于,对所述瞬变电磁数据总集中的各瞬变电磁数据进行数据预处理,具体包括:

    4.根据权利要求3所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,其特征在于,根据所述瞬变电磁数据,采用粒子群算法,构建地电参数的目标函数,具体包括:

    5.根据权利要求4所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,其特征在于,所述目标函数为:

    6.根据权利要求1所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法,其特征在于,所述终止阈值设定为15%。

    7.一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建系统,其特征在于,包括:

    8.根据权利要求7所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建系统,其特征在于,数据预处理模块,用于对所述瞬变电磁数据总集中的各瞬变电磁数据进行数据预处理。

    9.根据权利要求8所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建系统,其特征在于,所述数据预处理模块包括:

    10.根据权利要求9所述的一种地-空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建系统,其特征在于,所述函数构建模块包括:


    技术总结
    本申请公开了一种地‑空瞬变电磁多高度数据测量和多参数重建方法及系统,涉及电磁探测技术领域,该方法包括在目标区域布设发射源;依据工作设计,在不同的飞行高度位置开展地‑空瞬变电磁测量,得到瞬变电磁数据总集;瞬变电磁数据总集包括不同飞行高度下的瞬变电磁数据集;瞬变电磁数据集包括若干个瞬变电磁数据;根据瞬变电磁数据,采用粒子群算法,构建地电参数的目标函数;对地电参数的目标函数进行优化,当收敛误差大于终止阈值时,将最优粒子作为遗传算法种群的一个个体,进行遗传算法反演,得到多参数地电模型,本申请可以提高瞬变电磁多参数探测的准确性。

    技术研发人员:智庆全,武军杰,王兴春,朱学森,邓晓红,陈晓东,赵毅
    受保护的技术使用者:中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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