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《长江大学》 2013年
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电磁波层析成像方法与应用研究

陈铭  
【摘要】:电磁法勘探是传统的地球物理勘探方法之一,现在已经广泛应用于地球物理勘查的各个领域。而电磁波层析成像方法作为电磁方法的新方法之一,因为其分辨率高、效率高的优点,现在受到越来越多人的关注,并且在近几十年得到了迅速的发展。目前,电磁波层析成像技术已经在地下水、固体矿的探测、剩余油的评价以及危机煤田矿的勘查等等,成为地球物理学的前沿学科。 层析成像主要是利用穿透物体的投影,通过投影来重建物体内部的参数分布。现在层析成像方法有,地震层析成像技术,电阻率层析成像技术,电磁波层析成像,主要应用的参数为速度,电阻率和电磁波的衰减系数(或相位)。其中,电磁波层析成像方法首先在七十年代应用于医学领域,后来地球物理学家在八十年代把这项技术应用于地球物理领域,用它来解决地质方面的问题。经过几十年的发展,该方法已日趋成熟。电磁波在岩石中的衰减系数成像,与地震层析成像方法相比较,电磁波在岩石中的衰减速度快,不能观测很远的距离,但电磁波成像对地下的一些参数比较敏感,能够感应到地下一些电性参数的变化,因而更加有效。 当电磁波在地下传播时,各种岩石的电性参数不同,他们对电磁波的吸收就有差异,电导率越大,吸收系数越大。另外,地下的介质也是不均匀的,电磁波在地下传播时会发生反射、折射、透射等作用,也会造成电磁波的损耗。电磁波在介质中传播的路径为曲线,但在实际应用过程中使用曲线方法计算电磁波的衰减路径比较复杂,也没有取得好的效果,因此只能使用近似的直线传播路径效果。 在图像成像的方法中,目前应用较多的有反投影重建法,代数重建技术联合迭代法、最大熵迭代法、联合迭代重建技术、改进后的代数重建技术联合迭代法等。本文基于以上方法,进行了简单电磁波成像的正反演,所有的情况全都是在理想的情况下进行的。由于使用的是直线来近似代替波的传播路径,不是实际路径,所以得到只能是近似的解。 通过设计几个模型进行分析后认为代数重建法等几种方法能够还原模型的真实情况。由于使用的迭代算法使用的不是全方位的投影数据,所以通过迭代方法反演得到的解,都是近似解,有可能会出现一定的假象。观测数据的好坏和多少将影响到成像图像的好坏,得到的数据越多,得到的信息越多,反演结果就越准确。滤波对图像质量有一定的改善,特别是对于场源的影响。使用五点平均值滤波时,会把异常区域的面积放大,同时也会消除场源效应。当使用五点中值滤波时,得到更好的边界区分。在选择滤波方式的时候,可以使用不同的滤波方式来进行。在生产实践中可能需要使用不同的滤波方式,可以根据需要,灵活选择。
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P631.325

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【参考文献】
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