本文關鍵詞：地空瞬變電磁法逆合成孔徑成像方法研究

  更多相關文章： 多輻射場源 地空瞬變電磁法 全域視電阻率 等效導電平面法 速度分析 Kirchhoff曲面偏移成像 逆合成孔徑成像

【摘要】：地空瞬變電磁法目前仍處于研究階段,雖然相繼有部分地空系統(tǒng)問世,并在火山結構調(diào)查、金屬礦藏調(diào)查、咸水入侵調(diào)查及水資源調(diào)查等方面取得了成功的應用,但是,對地空瞬變電磁法的數(shù)據(jù)解釋大多仍基于地面瞬變電磁法,由于缺乏配套的解釋技術,大大制約了該法的發(fā)展。因此,本文針對地空瞬變電磁法的三維解釋問題,結合全域視電阻率、Kirchhoff曲面偏移成像以及逆合成孔徑成像這三個科學問題展開了相關的研究工作。第一,為了在生產(chǎn)中推廣使用地空瞬變電磁法,選擇了對地下電性信息反映直觀、清晰的視電阻率參數(shù)進行研究,基于反函數(shù)思想,提出了用磁感應強度定義的全域視電阻率迭代算法,實現(xiàn)了時間上不分早晚、距離上不分遠近、飛行高度不分高低、同時適用于單輻射場源和多輻射場源地空瞬變電磁法的全域視電阻率計算。層狀模型試驗結果表明計算出的視電阻率曲線能夠完整、光滑、漸變的反映出模型的電性信息變化,且首支和尾支能夠分別趨于模型的第一層和最后一層真實電阻率;隨著層狀模型層厚、電阻率等參數(shù)的變化,全域視電阻率曲線分異明顯,對地下電性層的識別直觀且容易;且偏移距、飛行高度等參數(shù)對全域視電阻率結果的影響很小。第二,由于目前直接進行電磁三維反演的困難較大,如計算速度慢等,本文選擇了Kirchhoff曲面偏移成像方法進行研究以實現(xiàn)地空瞬變電磁法的三維解釋。在影響精細成像的速度建模問題中,基于等效導電平面原理,提出了新的算法,新算法可實現(xiàn)地表任意形狀的源在空間任一測點、更高精度的速度分析,從而提高Kirchhoff曲面偏移成像的精度。三維模型試驗的偏移成像結果表明在電性差異較大的界面,波場信號反映強烈,且主要集中在異常體所在位置,對異常體的位置有較好的指示。第三,為了提高地空瞬變電磁法對深部弱異常的分辨能力,借鑒逆合成孔徑雷達的思想,采用相關疊加技術,實現(xiàn)了孔徑內(nèi)多測點數(shù)據(jù)合成,將傳統(tǒng)的單點處理方式發(fā)展為逐點推移、多次覆蓋的逆合成孔徑處理方法。三維模型試驗的處理結果表明,經(jīng)逆合成孔徑處理后,異常體的范圍會明顯縮小,且異常邊界會更清晰,證實了地空瞬變電磁法逆合成孔徑成像方法的有效性,該法能夠達到增強有用信號、提高信噪比、提高分辨率的目的。本文的研究工作主要圍繞上面三部分展開,這些研究工作為在生產(chǎn)中推廣地空瞬變電磁法提供了途徑,豐富了地空瞬變電磁法三維解釋體系,其中的部分研究成果為進行地空瞬變電磁法反演提供了新的思路,并為最終實現(xiàn)三維反演提供了研究基礎。
【關鍵詞】：多輻射場源 地空瞬變電磁法 全域視電阻率 等效導電平面法 速度分析 Kirchhoff曲面偏移成像 逆合成孔徑成像
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.325
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-18
• 1.1 研究目的及意義9-10
• 1.2 地空瞬變電磁法研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 瞬變電磁擬地震解釋研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 目前研究中存在的問題15-16
• 1.5 主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點16-18
• 第二章 地空瞬變電磁法正演理論18-27
• 2.1 單輻射場源地空瞬變電磁法正演理論18-23
• 2.1.1 均勻大地頻率域響應表達式18-20
• 2.1.2 各向同性水平層狀大地頻率域響應表達式20-23
• 2.1.3 頻率域響應與時間域響應的變換23
• 2.2 多輻射場源地空瞬變電磁法正演理論23-25
• 2.2.1 均勻大地頻率域響應表達式23-25
• 2.2.2 各向同性水平層狀大地頻率域響應表達式25
• 2.2.3 頻率域響應與時間域響應的變換25
• 2.3 本章小結25-27
• 第三章 地空瞬變電磁法全域視電阻率27-54
• 3.1 單輻射場源地空瞬變電磁法全域視電阻率定義27-42
• 3.1.1 單輻射場源全域視電阻率定義理論30-34
• 3.1.2 各向同性水平層狀大地全域視電阻率定義實例分析34-40
• 3.1.3 偏移距對單輻射場源全域視電阻率的影響40-41
• 3.1.4 飛行高度對單輻射場源全域視電阻率的影響41-42
• 3.2 多輻射場源地空瞬變電磁法全域視電阻率定義42-49
• 3.2.1 多輻射場源全域視電阻率定義理論46
• 3.2.2 各向同性水平層狀大地全域視電阻率定義實例分析46-47
• 3.2.3 偏移距對多輻射場源全域視電阻率的影響47-48
• 3.2.4 飛行高度對多輻射場源全域視電阻率的影響48-49
• 3.3 單輻射場源和多輻射場源對比49-53
• 3.4 本章小結53-54
• 第四章 地空瞬變電磁法虛擬波場速度分析54-75
• 4.1 等效導電平面法基本原理54-60
• 4.1.1 地表電偶極子等效導電平面法基本原理54-57
• 4.1.2 單輻射場源等效導電平面法基本原理57-59
• 4.1.3 多輻射場源等效導電平面法基本原理59-60
• 4.2 水平層狀大地地空瞬變電磁場響應近似計算理論60-69
• 4.2.1 單輻射場源瞬變電磁場響應近似計算理論60-64
• 4.2.2 單輻射場源瞬變電磁場響應近似計算實例分析64-66
• 4.2.3 多輻射場源瞬變電磁場響應近似計算理論66-67
• 4.2.4 多輻射場源瞬變電磁場響應近似計算實例分析67-69
• 4.3 虛擬波場速度分析理論69-73
• 4.3.1 單輻射場源虛擬波場速度分析理論69-71
• 4.3.2 多輻射場源虛擬波場速度分析理論71-72
• 4.3.3 速度分析模型驗證72-73
• 4.4 本章小結73-75
• 第五章 地空瞬變電磁Kirchhoff曲面偏移成像與逆合成孔徑成像75-92
• 5.1 掃時波場變換理論75-76
• 5.1.1 波場變換基本理論75
• 5.1.2 掃時波場變換算法75-76
• 5.2 Kirchhoff曲面偏移成像76-85
• 5.2.1 Kirchhoff積分偏移77-81
• 5.2.2 Kirchhoff積分的離散化81-82
• 5.2.3 地空瞬變電磁法的Kirchhoff曲面偏移成像82-84
• 5.2.4 Kirchhoff曲面偏移成像模型驗證84-85
• 5.3 地空瞬變電磁法逆合成孔徑成像85-91
• 5.3.1 雷達中的逆合成孔徑技術85-86
• 5.3.2 地空瞬變電磁法中的逆合成孔徑技術86-88
• 5.3.3 逆合成孔徑成像模型驗證88-91
• 5.4 本章小結91-92
• 第六章 三維模型分析92-101
• 6.1 傾斜低阻板狀體模型92-94
• 6.2 采空區(qū)模型94-97
• 6.3 實際模型算例97-100
• 6.4 本章小結100-101
• 第七章 結論與展望101-106
• 7.1 結論101-104
• 7.2 展望104-106
• 參考文獻106-112
• 攻讀學位期間取得的研究成果112-114
• 致謝114

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本文編號：728521