高密度电法应用于考古工作的实验初探

试验主要研究高密度电阻率法应用于考古工作中的可行性与可靠性.试验采用了水槽和田野模型实验的形式,根据物理"相似性"原则,通过模型模拟古代墓葬中的各种建筑材料在视电阻率反演等值线图上的反映,讨论了电极距、电极总数、装置类型、古墓葬埋藏环境、墓葬建筑结构等因素对反演等值线图的影响,得出一些结论.     

基于GA-BP神经网络算法的高密度电法非线性反演

高密度电法技术在煤矿地质灾害勘探中发挥着重要的作用。近年来,以BP（Backpropagation）神经网络为代表的一类非线性反演方法被广泛运用到高密度电法的反演中。针对BP神经网络方法在高密度电法反演中存在的易陷入局部极小、收敛缓慢、反演精度差等问题,将BP神经网络算法与遗传算法（Genetic Algorithm,简称GA算法）联合演算,实现高密度电法的二维非线性反演。通过典型地电模型对该方法进行验证,结果表明遗传算法能有效优化BP神经网络的权值和阈值,提高了算法的全局寻优性。      

高密度电阻率法四电极系横向分辨率探讨

用高密度电阻率法探测地下目标地质体,已经成为近几年常用的方法。随着电法仪器的发展,野外工作方法的改进,以及反演软件的不断更新,高密度电阻率法分辨率已有了长足的提高。这里针对目前市场上常用的RES2DMOD电法模型正演软件和RES2DINV反演软件,对高密度电阻率法四电极系横向分辨率进行了初步探讨,并对野外工作方法选择和反演解释提出部份建议。     

高密度电阻率法研究进展

文中从高密度电法系统的发展、电极排列方式,反演方法及应用等方面,介绍了高密度电阻率法的应用研究进展。说明了高密度电法仪器从集中式到分布式,电极排列方式为适应地形变化等因素的影响,由某一种排列方式发展到组合排列和自定义排列方式。反演方法由早期的最小二乘反演发展到佐迪反演、基于born近似反演等反演方法,且从一维发展到三维,甚至四维。反演软件也从二维反演发展到三维反演,如德国DMT公司的反演软件从Res2DINV发展到Res3DINV,美国AGI公司的Earthimnge反演软件可以进行水域、跨孔高密度电法发演。列举了高密度电法近几年来在多个领域的应用概况,最后,文章总结出高密度电法仪器的发展方向为：提高发射机功率,增大供电电流,以及增加排列长度,提高仪器通道数量;带地形的非线性共轭梯度三维反演具有需要内存小、计算速度快,可以更好的定位鼻常体的幸间位置等优点．将会得到受为广泛的应用．     

高密度电法的发展与应用

文中从电极排列、反演处理方法、仪器等几个方面 ,介绍了高密度电法的发展 ,说明了所有电极排列方式是从对称四极、单极偶极和单极单极发展而来。在反演方法软件方面 ,介绍了基于圆滑约束最小二乘法及计算机反演快速计算程序。同时 ,提出供电时间、极化补偿和电极转换开关是高密度电法仪器发展的关键技术。文中列举了高密度电法在多个领域的应用简况 ,最后提出了高密度电法在今后发展的趋势为高密度激发极化法、三维高密度电阻率法。     

高密度电法的进展与展望

高密度电法是浅层地球物理勘查的主要方法之一。文章从以下几方面分析、总结了高密度电法近十几年来的进展及未来的发展趋势：①对目前主流高密度电法仪器的性能进行了对比,认为高密度电法仪正朝着多通道、多参数、多功能、大功率的趋势发展;②高密度电法工作环境已从地表测量发展到水上、水下和跨孔测量,并对后三种测量方式特点进行了分析,认为高密度电法将实现全天候环境下的测量;③在对高密度电法数据处理方法和反演发展现状分析的基础上,对四维反演的理论和应用实例进行了阐述,认为四维反演将在各类监测项目中发挥重要作用;④分类总结了高密度电阻率法的应用领域。结果表明：随着探测深度、观测精度的提高和观测形式的多样化,高密度电法应用领域将更加宽广,具有广阔的发展前景。     

高密度电阻率法二维反演在工程勘探中的应用

应用高密度电阻率法二维反演方法能够提高资料解释的准确性。通过几个最小二乘法反演在工程勘探中的应用实例,说明高密度电阻率法二维反演处理的优越性。     

高密度电阻率法二维勘探数据的三维反演及其在岩溶探测中的应用

三维高密度电阻率法可以有效地解决二维高密度电阻率法在探测空间形态上的不足。将高密度电阻率法二维勘探数据做三维反演,不仅实现了地下空间结构的三维电阻率成像,还克服了传统三维高密度电阻率法在经济成本上的限制。将此方法应用到岩溶勘探中,利用DUK-2A高密度电法仪系统采集数据;然后,把二维高密度数据拼接转化成三维可反演数据,再将反演得到的结果通过三维成像软件实现任意三维地电切片,从而获得丰富的地电结构信息;最后,结合三维切片与钻孔资料对溶洞进行解释,为工程的顺利施工提供科学依据,从而证明该方法的可行性和有效性。     

高密度电法评价岩溶地下水分布

本文利用高密度电法对第四系土层进行了勘查,利用所得到的高密度电阻率反演剖面资料,进行了分析,切片,形成等深度的高密度电阻率勘查反演电阻率平面分布,推断地下水的空间活动规律。对利用高密度电阻率勘查推断地下水的空间活动规律进行了一次有益的尝试,为进一步认识地面塌陷和预防治理提供科学依据。     

水上高密度电法在油气管道工程中应用

油气管道的建设施工有时必须穿越河流,本文应用高密度电阻率法于水上油气管道工程勘察。介绍了该方法的基本原理及水上施工的注意事项;讨论了数据预处理及反演过程,实现了长剖面数据的一次性反演;实际工程实例介绍了水上高密度电阻率法的应用效果。     

用改进的佐迪反演方法进行二维电阻率图像重建

针对佐迪反演方法在二维拟断面应用中的缺陷进行了三个方面的改进：固定佐迪反演方法中用于转换电极距和深度关系的深度转换因子,可使绝大多数数字模型的反演过程稳定收敛;在调整视电阻率的公式中加入一个迭代系数,可使计算值快速趋向于观测值,减少了迭代次数;对于含有噪声的数据,加入滤波因子可以在一定程度上抑制噪声。通过数字模拟和野外实测数据对改进后的佐迪反演方法在二维电阻率反演应用中的可行性进行了验证。模拟研究包含了简单模型,也包含一些复合模型,二者均取得较理想的应用效果。     

TI介质多波叠前AVA岩性参数反演

介质各向异性对多波振幅随入射角变化而变化(AVA)的特征有着重要影响。根据横向各向同性(TI)介质Zoeppritz方程,探讨TI介质中AVA曲线的特征,并以此为基础,分别利用解析广义线性反演法和扰动广义线性反演法对理论模型进行反演,完成了对地层P波速度、S波速度、密度及各向异性系数的反演。理论模型的计算验证了该方法的正确性后,将此TI介质多波叠前AVA参数反演方法用于实际多波资料反演处理,取得较好效果,说明多波AVA参数反演方法是可行的,对岩性预测有着重要的意义。      

基于高密度电阻率法对季节性冻土的监测研究

通过建立正演冻土模型,验证了将高密度电阻率法应用于冻土监测的可行性。对高密度电阻率法装置进行特殊处理,将其应用于对季节性冻土的监测,并进行了七个月份的连续监测。结果表明:高密度电阻率法在季节性冻土监测中可行;通过对实测数据进行反演处理,得到电阻率反演剖面,可以看出表层土壤在季节变化中有明显的结冻、解冻行为;并可估算出冬季冻土深度范围。     

拟神经网络反演在煤田中应用

Parker快速富氏变换反演单一密度界面存在两方面问题：一是求解目标界面重力异常难度较大;二是受正演速度及反演参量维数的限制,不能对界面进行精细划分.拟神经网络BP算法的引入,首先解决了快速三维正演问题,又突破了反演参量维数的限制,实现快速收敛,有效解决两个或多个密度界面的反演问题.在实际应用中,先用密度“补偿法”正演求取剩余生力异常,然后利用拟神经网络BP算法同时反演两个二维密度界面,拟合求得两个界面的深度异常,在此基础上预测煤田.     

三度体梯度磁异常全方位正反演方法

首创了磁法勘探学科中三度体任意方向梯度磁异常全方位正、反演方法。首先 ,在球坐标系中 ,导出了三度体任意方向梯度磁异常的两个球谐级数通用正演表达式 ,为实现全方位反演奠定了理论基础。然后 ,由第 1个梯度磁异常球谐级数表达式出发 ,提出了三度体总磁化方向、磁矩模值反演方法 ;由第 2个梯度磁异常球谐级数表达式出发 ,提出了三度体磁矩重心、近似形态与分布范围 ,以及有广泛实用价值的“均磁凸形体”边界点位置等全方位反演方法。最后 ,给出了 1个三度体梯度磁异常全方位反演的理论模型验证实例。     

Review of Density Interface Inversion Method in Spatial Domain

Inversion of density interfaces using gravity data has traditionally been an important part of gravity research, and plays an increasingly important role in areas such as regional tectonic research and oil and gas exploration.The density interface inversion methods can be divided into the frequency domain and spatial domain methods according to different computing domains. The frequency domain inversion methods have been considered in previous literature. This paper briefly introduced the rationale and the advance of the direct iterative method, the ridge regression method and the regularization method,which are most studied and used among the spatial domain methods. The performance of the three methods showed that the inversion results of the direct iteration method and the ridge regression method are both the smooth shape density interfaces, while the regularization method can estimate the density interfaces of non-smooth morphology, and is convenient to add prior constraint information. The inversion results of density interface are greatly determined by the precision of potential field separation. The prior information should be used as constraints for gravity field separation as far as possible or the layer-by-layer separation technique could be adopted. The density contrast of the density interface also has noticeable impact on the inversion result. It is necessary to make full use of the rock density data to build a three-dimensional density contrast variation model that conforms to the tectonic features to improve the inversion accuracy.In terms of the theory of inversion method, it is also necessary to combine prior constraint information (which can be obtained through drilling and seismic data, etc.) to improve the accuracy of inversion.More importantly, it is necessary to define the corresponding relationship between the inverted density interface and the geological structure interface in order to evaluate the inversion results correctly.Finally, this paper discussed the developing trend and study emphasis for density interface inversion.The inversion methods that are suitable for large regional or global scale need to be studied with the rapid development of gravity observation technology and the diversification of research objectives. With the increasing difficulty of geological target exploration, it is also urgent to study the optimal single-density interface inversion method conforming to the tectonic features and develop the multi-layer density interface inversion method.     

基于遗传算法优化的BP神经网络在密度界面反演中的应用

BP神经网络方法在二维密度界面的反演中取得了较好的效果,但在反演三维界面时,由于模型更复杂、参数更多,BP神经网络的收敛速度和反演精度都有一定程度的下降。为了改善反演效果,本文利用遗传算法对BP神经网络的权值、阈值选择过程进行优化,获得了更好的网络模型;并将此模型应用于密度界面模型的反演中,预测误差从上百米减小到数十米,同时迭代计算步数减少了近2/3,有效减少了计算时间,反演结果更准确。利用基于遗传算法优化的BP神经网络反演了法国某地区莫霍面深度,预测相对误差仅为1.8%,取得了较好的应用效果。基于遗传算法优化的BP神经网络在密度界面的反演中具有良好的应用价值和研究前景。     

高密度电阻率法在广东省工程勘察中的应用实例

高密度电阻率法在应用佐迪反演、Windows成图处理等方法后,其优越性、准确性大为提高。本文介绍了笔者在广东省应用该方法进行工程勘察的几个实例,并据此讨论了高密度电阻率法的特点及其应用研究方向。