收藏本站
《长安大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

瞬变电磁三维合成孔径延拓成像方法研究

戚志鹏  
【摘要】:本文以实现瞬变电磁三维解释为目的。结合瞬变电磁波场变换方法,借助于合成孔径雷达的基本思想,采用相关叠加的方法进行合成孔径,由此大大提高瞬变电磁法的分辨率,引入了用克希霍夫积分法将合成孔径后的波场从地面向地下反向延拓,实现了瞬变电磁的三维延拓成像。 瞬变电磁波场变换方程为第一类Fredholm积分方程,由扩散场到波场的反变换过程是典型的不适定问题。瞬变电磁采样时间动态范围广,使问题的病态性更加严重。针对此问题,论文引入预条件正则化共轭梯度法,实现了瞬变电磁全时域波场变换。超松弛预条件处理有效降低了方程系数矩阵的条件数,然后利用正则化共轭梯度迭代算法,实现全时域波场反变换。将反变换结果与已知波场函数对比,证明算法稳定、可靠。将结果与原来分段正则化结果对比,说明方法效果。结合反变换算法,对层状模型虚拟波场特性进行分析,由G、D两层模型,定量分析了虚拟波场对电阻率差异的敏感特性;由A、H、K、Q三层模型分析了虚拟波对薄层厚度的分辨效果;并总结了虚拟波场在有耗介质中的传播性质。 随着瞬变电磁波场变换算法的提出,实现了由具有扩散特征的瞬变场向虚拟波场的转变,这就为实现瞬变电磁法的合成孔径成像创造了条件。瞬变电磁合成孔径成像技术是借用合成孔径雷达成像的思路,就是利用机载真实孔径发射线圈与目标的相对运动,把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效孔径的发射线圈,使其分辨能力更高、穿透能力更强。数字模拟和模型试验的结果都证明了:相邻位置上同一地质体的反射回波具有较好的相关性,因此根据不同位置信号的相关系数生成不同的权值函数,相邻各列信号在做相关叠加时以权函数进行加权,将重建的地质异常体信号加强,从而提高信噪比,达到突出弱异常的目的,进而提高分辨率,加大勘探深度。 结合大量理论模型分析可知,在有耗的大地介质中,经变换得到的波场在传播过程中振幅衰减迅速、高频成分很快被吸收,这不利于分辨率的提高。针对变换后波场的吸收和展宽现象,引入地震勘探中常用的脉冲反褶积方法,结合最小相位滤波,实现了虚拟波场脉冲压缩算法。通过对模型子波的压缩可知,脉冲压缩有效提高了波场的垂向分辨率。 在分析合成孔径雷达算法的基础上结合瞬变电磁信号的特点,对采样信号进行相关加权叠加形成瞬变电磁合成孔径数据体。从惠更斯原理出发,依据Kirchhoff积分公式,建立了瞬变电磁虚拟波场曲面延拓成像公式和实用算法,在算法中,采用三维边界元技术,提高了计算效率,与此同时,提出了基于等效导电平面解释方法的近似速度分析方法,实现了地表为曲面的向下延拓成像计算。 通过对实测数据的处理,用瞬变电磁三维合成孔径延拓成像方法有效地实现了地下介质的三维成像,成像结果与钻孔资料相吻合。模型和实测数据处理,充分说明瞬变电磁虚拟波场三维延拓成像可以有效识别地下电性界面,是实现三维解释的有效方法。结合脉冲压缩和聚焦合成孔径技术将有效提高了波场的分辨率。因此波场延拓成像技术使瞬变电磁高精细成像探测成为现实。更值得一提的是,文中方法不仅适用于地面勘探方式,也适合于航空瞬变电磁方式,使得瞬变电磁法在山地、海洋等复杂区域的精细探测大有作为。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P631.325

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 艾印双,郑天愉;波场延拓深度滤波方法[J];地球物理学报;1998年03期
2 陈树文,刘洪,李亚光;波动方程基准面在深层勘探中的应用[J];西安石油学院学报(自然科学版);2003年03期
3 陈树文,李亚光,刘洪;波动方程基准面在速度估计中的应用[J];大庆石油地质与开发;2002年05期
4 唐元生;Feigenbaum函数方程的C~∞偶解[J];数学学报;1997年02期
5 宋述刚,洪云飞;有限维空间中的泛函延拓[J];荆门职业技术学院学报;2003年06期
6 黄世团;f(x)=x的傅立叶级数的多种展式[J];广西梧州师范高等专科学校学报;1996年04期
7 刘卫民,邹新民;低纬度磁异常场化极的新方法探讨[J];世界地质;1998年01期
8 贾梅,葛渭高,刘锡平;一类非自治微分迭代方程解的存在性及延拓[J];北京理工大学学报;1998年01期
9 何钟怡,樊洪明;用波函数展开法求解界面圆孔的SH波散射问题[J];地震工程与工程振动;2000年03期
10 骆鸣津,张赤军;低空重力值的延拓[J];地壳形变与地震;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈伟;王尚旭;;基于保角变换的角形裂纹波场研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 李貅;薛国强;王妙月;;从瞬变电磁场到波场转换的研究进展[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
3 郭军;陶果;;井下偏心声源波场的三维有限差分模拟[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
4 刘洪;袁江华;陈景波;首皓;李幼铭;;大步长波场深度延拓的理论[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
5 杜启振;朱钇同;李芳;侯波;秦童;李宾;;多分量联合偏移技术[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
6 胡天跃;张广娟;李蓉;;多分量地震波波场的分解[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
7 姚陈;陈祥国;;地震勘探发展与三维矢量波场[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
8 胡恒山;李长文;王克协;;模型井中声电转换波场的实验研究[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
9 李佩;余德平;;波场数值模拟的并行算法[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
10 刘树林;赵海峰;王辉;马锐;;局部频率概念及适用性分析[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 钟启;品牌延拓陷阱几多[N];中国企业报;2001年
2 刘帅;三维垂直地震剖面与海底地震全波场联合成像研究[N];科技日报;2007年
3 ;广东移动:延拓红色文化 领航广东信息创业[N];人民日报;2009年
4 高丽辉;与大山较量的勘探劲旅[N];中国石油报;2007年
5 黄琦;探测一号步入探测之旅 中星20号正式交付用户[N];中国航天报;2004年
6 本报通讯员 赵家彬 本报记者 顾春阳;吉大“找水”团队的科研神话[N];长春日报;2011年
7 王跃;多波多分量:地震勘探技术正向纵深发展[N];中国石化报;2006年
8 特约撰稿人 西 华;五因素支撑春季行情[N];证券日报;2003年
9 尹辉;探测一号卫星正式交付使用[N];大众科技报;2004年
10 方军;勾画全新的网络业蓝图[N];人民邮电;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戚志鹏;瞬变电磁三维合成孔径延拓成像方法研究[D];长安大学;2011年
2 邓帅奇;全空间弹性波场数值模拟与逆时偏移成像方法研究[D];中国矿业大学;2012年
3 陈凌;小波束域波场的分解、传播及在地震偏移成像中的应用[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
4 魏建新;正交各向异性介质波场特性的物理模拟研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
5 周建宇;井间地震研究与应用[D];中国科学院研究生院(兰州地质研究所);2002年
6 张慧;非均质储层双变网格正演模拟和弹性逆时偏移方法研究[D];中国石油大学;2011年
7 唐晖;地震波动数值模拟及稳定性研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
8 刘成斋;泥岩裂缝油藏地球物理特征与检测方法[D];成都理工大学;2004年
9 杨云青;可积系统与混沌系统中若干问题的符号计算研究[D];华东师范大学;2011年
10 杨宁;弱各向异性单程波波动方程数值模拟新方法研究[D];成都理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖扬;改善低频噪音和波场影响的偏移成像条件研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 李军锋;高精度有限差分波场正演模拟方法研究及应用[D];成都理工大学;2012年
3 卢秀丽;海底地震仪观测的粘弹性地层地震波场正演模拟[D];吉林大学;2004年
4 纪聪智;海相地震数据波动方程基准面校正方法研究[D];中国石油大学;2010年
5 王治;孔隙地层震电测井波场分波分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 陈高祥;地形起伏条件下的直接叠前深度偏移方法研究[D];中南大学;2012年
7 周聪;频率域全波场有限差分数值模拟及特征分析[D];中国地质大学;2012年
8 白敏;频率域高精度波场延拓算子构建技术[D];成都理工大学;2011年
9 吴小娟;基于EMD的故障特征信息提取研究[D];武汉理工大学;2006年
10 何梅;R~2的射丛上一些几何方程不变解[D];华东师范大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026