摄动求解Fréchet导数的电阻率层析成像方法

针对电阻率层析成像 ,比较了求解Fréchet导数的 4种方法 ,并提出摄动方法计算该导数 ,使得每一次迭代过程只计算一次正演。井间电阻率成像的数值模拟结果表明了该方法的稳定性和高效性 ,实际资料的处理证明了方法的有效性     

电阻率层析成像方法技术近年发展概况

本文对近年来电阻率层析成像在方法技术方面的进展作了简要介绍,并对几种具有代表性的方法,表述了它们各自的优缺点,提出了继续研究的方向。     

VTI介质多参数联合走时层析成像方法

本文基于球谐展开群速度表达式计算走时关于各向异性参数的Fréchet核函数,利用共轭梯度法对两种参数化方法进行了VTI介质中多参数联合反演方法研究.经过理论分析和数值试验发现,与经典的Thomsen参数化方法相比,垂直慢度、水平慢度与动校正慢度的参数化方式更有利于VTI介质多参数联合走时层析反演.为了克服走时对ε参数的不敏感性,我们采用了两步法进行双参数反演,理论模型试验反演得到了与垂直速度精度相当的ε参数.可以将两步法扩展到三步法以同时反演各向异性介质中的三个参数,数值试验展示了该策略的应用潜力.     

电阻率层析成像非线性反演

本文通过概率成像法、α中心法、遗传算法的有机结合, 实现了2-D电阻率层析成像非线性反演.首先,根据概率成像结果指示出的2-D地质异常体的相对电性和大致分布范围,合理地确定出α中心的位置与强度系数的变化范围.其次,以α中心法作为2-D地电结构的正演手段,采用遗传算法反演出各α中心的强度系数.在此基础上, 应用α中心法重新构建出地下介质电阻率的分布.通过对均匀半空间中赋存2-D地质异常体模型的反演试验, 获得了令人满意的结果.     

水平层状介质中双侧向资料的全参数正则化迭代反演与应用

水平层状介质中的模型向量通常由地层原状电阻率、侵人带电阻率、侵入半径以及地层界面深度等参数组成,整个测井记录实质上是模型向量的非线性函数.本文将研究双侧向仪器Born近似表达式并建立用双侧向测井资料同时反演所有模型的全参数正则化迭代算法(RWPII).双侧向电极系上的电流和电位必须满足特定的聚焦条件,其正演模拟与Born近似表达式与非聚集型仪器完全不同.应用摄动原理,首先研究双侧向仪器响应的Born近似,给出电极系上的电流密度、电流和电位微小变化与电导率摄动之间的积分关系.然后,根据层状地层中电阻率分布特征以及半解析正演模拟技术,建立Fréchet导数矩阵的快速算法,该Fréchet导数矩阵包含了视电阻率对所有模型参数的偏导数.在此基础上,研究同时反演所有模型参数的正则化迭代算法,并给出正则化因子的具体计算方法.最后,应用理论模型和实际资料反演结果验证该反演算法的有效性.     

电阻率层析成像的原理与初步应用

电阻率层析成像的基本原理是根据研究区域边界处的电压和电流值确定区域内部电阻率的分布,它同声波和电磁波层析成像的原理有着本质的不同。根据电阻率层析成像的数学原理,从积分变换、线性迭代反演和非线性迭代反演３种基本的反演途径系统地分析和归纳了当前几种主要的电阻率图像重建方法,并讨论了雅可比偏导数矩阵的求解。已开展的电阻率层析成像的野外观测试验,给出了实测的井间和地表两种观测系统的成像结果,分析了技术应用中的特点与限制     

玉溪盆地内普渡河断裂的电阻率层析成像探测

玉溪盆地是云南地区地震活动频度高、强度大的高潜在危险区之一。为了建立直接服务于该区域防震减灾的"标准"结构模型,利用电阻率层析成像技术探测了玉溪盆地盆山过渡带的电性结构以及隐伏并穿过玉溪盆地西缘的普渡河断裂。在数据采集中,作为地震浅层反射勘探的重要补充,共布设了6条电阻率层析成像测线来控制该断裂。使用的观测装置为Wennerα,电极间距为6m,最大隔离系数为30～75,每个排列的电极数目为112～288个。探测结果表明,玉溪盆地内的普渡河断裂分为NNE走向的东西两支;断裂带的宽度由南向北先从温泉镇到黑村附近逐渐变宽,经莲池小学、梅园村到玉昆钢厂附近后逐渐变窄;断裂的上盘为低阻破碎带,下盘为较均匀的高阻结构。东支(F1-2)的视倾向在梅园村及以北为SE/S,在莲池小学及以南为NW,视倾角为56°～73°;西支(F1-1)的视倾向为SE/E/S,视倾角为38°～66°。地震勘探结果认为普渡河断裂的东西两支的倾向在整个玉溪盆地内均为SE/E,视倾角为75°～80°,这与我们的结果略有差异。     

沿河开发建筑场地之隐伏沙洞的电阻率层析成像

采用电阻率层析成像二维测量的方法,对河南省三门峡市沿河开发的建筑场地进行了勘探,获取了地下隐伏沙洞的准确位置、埋藏深度、含水情况、尺寸大小等。说明电阻率层析成像二维测量的方法在地下隐伏沙洞的探测中是行之有效的;地下隐伏沙洞在没有水体存在时,电阻率层析成像二维测量成果图中反映的一般都是高阻异常封闭圈。如果有水体存在,其异常则表现为低阻异常封闭圈。     

电阻率层析成像和激电测深对栾川铅锌矿的联合勘探

在栾川铅锌矿的物探工作中，采用了电阻率层析成像和激电测深两种方法，电阻率层析成像法采用温纳装置或偶极装置，电极数量和极距视情况而定，主要调查工作区内隐伏构造情况，激电测深采用对称四极测深法，最小AB／2距为3M，最大AB／2距为500M，主要研究激电测深参数的变化规律，对于含矿构造而言，激电参数呈异常高值反映，视极化率在15－40％，两种方法的联合应用，具有快速而准确的特点，在探矿工作中取得了良好的效果。     

海水-地下水交换过程电阻率层析成像法监测效果模拟分析

近岸地下河口是海水-地下水交换的重要场所,对海岸带地下水环境产生重要影响.电阻率层析成像法作为一种实时、快速、高效的原位监测方法,能够刻画、描述潮汐过程不同阶段海水-地下水相互作用过程.为了探讨电阻率层析成像法对海水-地下水交换过程的探测效果,根据典型近岸地下河口水文地质模型和研究团队前期研究成果,构建潮汐过程不同阶段地层电阻率模型,模拟潮汐过程不同极距、不同探测装置条件下的理论探测效果.研究结果表明,使用ERT进行海水-地下水交换过程研究时,采用偶极装置取得的探测效果优于施伦贝格装置;目标异常体的尺寸与电极极距的比值越大,ERT探测效果越好.在本研究中,当目标异常体厚度-极距比大于等于0.55时,能够划分目标异常体的分布范围;当厚度-极距比大于等于1.1时,取得较好探测效果;当该比值继续增大时,探测效果变化并不明显.     

一种改进的电离层层析成像算法

针对电离层层析成像算法中确定相位积分常数以及合理选择迭代初值等关键问题,本文提出一种联合使用差分多普勒相位和差分多普勒频率数据的新算法,将相位积分常数的计算以及迭代初值的确定与图像的重建过程统一起来．该算法克服了单独计算相位积分常数的困难,初值的选择也较为合理,数值模拟反演与对实测数据反演的结果证明,本文提出的算法对电离层ＣＴ重建更为合理有效．     

一种改进的电离层层析成像算法

针对电离层层析成像算法中确定相位积分常数以及合理选择迭代初值等关键问题,本文提出一种联合使用差分多普勒相位和差分多普勒频率数据的新算法,将相位积分常数的计算以及迭代初值的确定与图像的重建过程统一起来．该算法克服了单独计算相位积分常数的困难,初值的选择也较为合理,数值模拟反演与对实测数据反演的结果证明,本文提出的算法对电离层ＣＴ重建更为合理有效．     

一种适于电阻率成像的正演新方法

利用格林函数导出了2．5维问题中研究区域网格化条件下空间任意一点电位所满足的边界积分方程,基于该方程可以灵活地建立电阻率层析成像方法．用边界单元法求解该方程可得到地表和地下的电位分布,从而可以进行视电阻率模拟．所得计算结果与前人的实验结果及用其它方法获得的数值模拟结果的对比说明这一方法的正确性     

井间电阻率层析成象的几个问题研究

井间电阻率层析成象是一种较新的高精度电法勘探方法，尚有许多问题需要探讨。本文针对平滑度约束反演算法，研究了平滑因子及迭代次数对成象结果的影响，给出了约束条件的施加方法。     

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.     

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.     

电阻率层析成象理论和方法

电阻率层析成象是８０年代末发展起来的一种新的地球物理探测方法，主要用于对地球浅层精细结构的研究以及工程探测和监测。本文比较系统地介绍了该方法的基础理论、操作原理和解释方法，综述了国外发展的现状。最后着重介绍了两种具有代表性的反演方法，并讨论了各自的优缺点和存在的问题。     

积分法三维电阻率成像

二维或是三维电阻率反演成像研究,最关键的环节是在反演系数矩阵即敏感矩阵(或雅可比矩阵)的求取上.本文从微分方程的积分解出发,推导了表达式极为简单的三维雅可比系数矩阵,构造了成像方程.根据反演方程系数的稀疏特征,采用改进的降维高斯赛德尔迭代法来求解该反演方程,并通过内外迭代的结合,对大型稀疏欠定方程能很快收敛,得到可靠的解答.合成数据模型结果及实际资料的成像结果表明积分法不但实现起来极容易,成像结果的精度也相当高.