【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于地球物理探測，具體是涉及一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法。
技術介紹
1、地空瞬變電磁法(grounded?source?transient?electromagnetic?method，satem)是通過地面長導線源發射，無人機搭載接收線圈進行空中觀測的瞬變電磁方法。這種發射-接收配置已被證明比傳統的地面電磁法更高效，且可以獲得比傳統的空中電磁方法更深的探測深度。由于satem空間覆蓋范圍廣，采樣密集，且在飛行中同步觀測，具有實驗效率高，對復雜地形適應性強的特點，因此在山區、沙漠、丘陵、湖泊以及植被覆蓋等地區的勘測工作中具有獨特優勢，這使得其在各個領域(礦產、地下水、地熱和其他資源勘探領域)中都具有廣闊的應用前景。在資源勘探方面，satem可以提供高分辨率的地下結構信息，幫助精確勘探礦產資源和油氣藏，促進資源的合理開發和利用；在基礎地球科學研究方面，利用satem技術可以深入研究地下巖土結構、構造運動、地殼演化等，推動地球科學的發展；在環境保護與災害防治方面，satem可以用于監測地下水體和地下污染物的遷移與擴散，提供地下水資源和環境污染的評估和預警，有助于環境保護和災害風險的減輕。
2、近年來，現有技術在satem的數據處理和成像方法等領域已經取得了顯著進展，但仍然存在一些問題，例如：數據解譯困難，主要是由于發射電源關斷后，空間中原本存在的一次靜磁場瞬間消失，產生感應電動勢并激發地下介質產生感應二次場，距離場源較近的區域產生更強的二次場，并向二次場較弱的區域擴散；同時，電導率較低的巖石
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種基于復雜地形下地空瞬變電磁(semi-airborne?transient?electromagnetic?method,satem)衰減場的成像方法，通過設計的擴散場和地形影響得扣除算法，提取直接反應電阻率結構信息的衰減場信息實現衰減場快速成像，解決了復雜地形對瞬變電磁反演成像的影響問題。
2、本專利技術所述的一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法，包括以下步驟：
3、步驟1、模擬地空瞬變電磁場景，針對勘探目標地區構建帶地形電阻率模型；
4、步驟2、對帶地形電阻率模型進行電磁場有限體積數值模擬，計算不同半空間電阻率條件下的擴散場感應電動勢分布；
5、步驟3、構建均勻背景電阻率條件下的感應電動勢和觀測感應電動勢二范數的損失函數，通過搜索最佳背景電阻率使觀測資料在扣除擴散場信息之后達到最小值，從而提取衰減場進行成像。
6、進一步地，步驟2具體為：
7、設置背景電阻率ρ分布在100～105ω·m且滿足均勻對數分布的一系列模型，并對這些模型計算其擴散場，獲得電阻率、空間、時間三個維度上的擴散場感應電動勢數據集ed(ρ,x,t)，其中，x表示空間、t表示時間；在電阻率維度進行樣條插值，獲得該維度上更加密集的感應電動勢數據集edi(ρi,x,t)，ρi為插值后的電阻率。
8、進一步地，步驟3中，觀測資料指在勘探目標地區采集到的實測數據；
9、假設當均勻電阻率模型模擬的擴散場與觀測數據之差極小時對應的電阻率為背景電阻率；背景電阻率ρk表示為：
10、ρk＝argmini(‖?edi(ρi,x,t)-eobs‖2)??????????????????????????????????(1)
11、其中，eobs為觀測的感應電動勢；在瞬變電磁系統中，傳感器采集到的二次場信息包含擴散場和衰減場信息，其中背景電阻率控制的擴散場瞬變電磁場總是占據主要成分，衰減場的能量相差一個數量級；因此假設當均勻電阻率結構模擬的擴散場與觀測數據之差極小值時對應的電阻率大小為背景電阻率；得到背景電阻率后，衰減場可以由觀測總場減去擴散場得到：
12、eaobs＝eobs-?edi(ρk,x,t)?????????????????????????????????????????????(2)
13、根據eaobs對地下電阻率結構作定性分析，即存在衰減場異常的區域同時對應著地下電阻率異常區，衰減場異常對應的時刻與電阻率異常的深度相關，時間越大，深度越大。
14、本專利技術所述的有益效果為：傳統的satem成像方法是利用總場數據進行三維反演，由于數據量巨大通常效率較低；本專利技術所述方法發展了擴散場和地形影響的扣除算法，能夠有效去除瞬變電磁法中二次場中的擴散信息以及地形的影響，提取直接反應電阻率結構信息的衰減場信息，以突出衰減場的空間分布差異，探究瞬變電磁衰減場成像的規律；這種差異直接由地下介質的異常電阻率分布決定，有利于實現satem探測的定性分析，可以實現三維瞬變電磁數據的快速成像，大大提升了成像效率；避免了復雜地形對瞬變電磁反演成像的影響，解決了山地條件下瞬變電磁成像存在的不確定性較大、探測精度低的問題，提高了瞬變電磁法的探測效率及可靠性。
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1.一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法，其特征在于，步驟2具體為：
3.根據權利要求1所述的一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法，其特征在于，步驟3中，觀測資料指在勘探目標地區采集到的實測數據；假設當均勻電阻率模型模擬的擴散場與觀測數據之差極小時對應的電阻率為背景電阻率；背景電阻率ρk表示為：
【技術特征摘要】
1.一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于復雜地形下地空瞬變電磁衰減場的成像方法，其特征在于，步驟2具體為：
3.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：甘露，唐榮江，饒云波，
申請(專利權)人：電子科技大學長三角研究院湖州，
類型：發明
國別省市：
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