[发明专利]基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法

权利要求书

1.一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：包括以下步骤：

利用多元地球物理手段进行探测，确定地质构造与环境状态信息，并根据探测结果划分重点监测区域；

根据场地条件在选定的重点监测区域布置钻孔，钻孔内布置电极，形成四维跨孔电阻率CT的观测空间；

在观测空间内确定正反演模型的范围，依据需要的精度和时间要求，确定电极间距以及正反演所建模型的网格大小；

开展全空间四维电阻率跨孔CT方法进行监测，构造四维电阻率反演目标函数与反演方程；

以探测的地质构造为指导，确定反演过程的初始模型，预先判断目标体的主要运移方向，作为先验信息，不断反演迭代得到一组电阻率反演结果，获得所监测区域动态变化的电导率图像。

2.如权利要求1所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：还包括根据获得的所监测区域动态变化的电导率图像，结合地质情况，解译目标体的时空位置、展布形态、运移路径和演化趋势。

3.如权利要求1所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：钻孔根据现场实际情况，选取合适地点，不需要严格的围成矩形，但尽量分布在目标体的四周。

4.如权利要求1所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：开展全空间四维电阻率跨孔CT精细监测时，利用不在同一直线上的三个或三个以上钻孔形成三维立体观测空间。

5.如权利要求1所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：在钻孔内布置测线，测线上均匀分布多个电极点，形成点源三维电场，对孔间地质结构进行多次覆盖采集和数据分析。

6.如权利要求1所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：所述四维电阻率反演目标函数为数据误差项、空间光滑约束项和时间光滑约束项之和。

7.如权利要求6所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：所述数据误差项与实际观测数据与理论观测数据的差值向量相关。

8.如权利要求6所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：所述空间光滑约束项与光滑约束矩阵以及模型参数在迭代中的模型参数增量向量的乘积相关；

在时间约束项中引入梯度项使得模型网格电阻率在反演迭代过程中沿三个方向具有不同的时间演化梯度特性。

9.如权利要求8所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：所述反演方程的确定方法为：对模型进行独立的三维电阻率反演，由迭代一次后的结果，获得异常体的大致范围，对该范围以外的网格在三个方向上的梯度变化值都重设为0，令目标函数取极小，得到反演方程。

10.如权利要求1所述的一种基于先验梯度约束的四维电阻率跨孔CT监测成像方法，其特征是：根据地质信息以及地震探测结果，初步预测目标体运移的大致走向，作为方向梯度矩阵的权重代入反演方程，求解反演方程得到模型参数修正量，通过迭代得到反演结果。