[发明专利]一种基于大地电磁和直流电阻率数据的联合反演方法

说明书

本发明公开了一种基于大地电磁和直流电阻率数据的联合反演方法，包括：根据观测数据确定反演区域，并进行剖分得到初始网格，设定反演参数向量的初值；基于反演参数向量的当前值进行高斯‑牛顿反演迭代计算出模型改变量以及线性搜索步长，再计算出反演参数向量的迭代更新值；判断是否达到反演终止条件，若未达到，进行下一次迭代；若达到，判断是否达到渐进网格反演终止条件，若达到，反演结束；若未达到，对网格单元进行细化剖分并更新反演参数向量值，再返回进行高斯‑牛顿反演迭代，直至反演结束。本发明研发出反演网格自适应调整的联合反演技术，有效地降低大地电磁法和直流电阻率数据的联合反演解释的多解性难题，提高联合解释准确度。

技术领域

本发明涉及到应用地球物理领域，尤其是涉及一种基于大地电磁和直流电阻率数据的联合反演方法。

背景技术

在应用地球物理勘探领域，大地电磁法法(MT)和直流电阻法(DC)被广泛应用到矿产资源勘探中，并且应用效果显著。但是，单一的大地电磁法法或直流电阻法方法难以避免反演多解性问题，影响资料解释的准确度，从而衍生出了联合反演解释技术。联合反演能够可有效降低反演的多解性，提高资料解释的精度和可靠性。除此之外，传统联合反演方式大多数都是在固定的正反演网格下进行，这技术给资料解释带来极其的不稳定性。这是因为高精度的正演算法是进行反演前提条件，要获取高精度的正演结果势必会造成网格密度的增加，从而导致反演的网格单元数急剧增多，从而加重了反演的多解性；其次，倘若降低反演网格的密度来降低反演的多解性，势必影响正演求解精度，从而影响反演结果的准确度。因此，传统联合反演方式中选用固定的正反演网格，其中，若设定的网格密度低会降低反演结果的准确度，若设定的网格密度过高，会加重反演的多解性，如何获取到合适的网格密度是亟待研究的。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于大地电磁和直流电阻率数据的联合反演方法，具体提供了一种反演网格自适应调整的联合反演技术，构建由粗网格到细网格的渐进网格的反演策略，极大改善了反演网格和正演网格之间平衡性，以及有效降低反演面临多解性难题。

其中，本发明提供的一种基于大地电磁和直流电阻率数据的联合反演方法，包括如下步骤：

步骤S1：采集观测点的观测数据，所述观测数据包括大地电磁法观测的视电阻率和相位以及直流电阻率法观测的视电阻率；

步骤S2：根据观测数据确定反演区域，并对所述反演区域进行剖分得到初始网格，并设定所述初始网格对应的反演参数向量的初值，所述反演参数向量的元素值与网格单元的电阻率值相关；

步骤S3：基于反演参数向量的当前值进行高斯-牛顿反演迭代计算出模型改变量以及线性搜索步长，再根据模型改变量以及线性搜索步长计算出反演参数向量的迭代更新值；

其中，所述高斯-牛顿反演迭代对应的方程、线性搜索步长、以及迭代更新值的公式如下：

m_k+1＝m_k+λδm_k

式中，J_k为第k次对应的雅克比矩阵J，J_k(MT)为观测数据中大地电磁法数据对第k次迭代对应的反演参数向量的偏导数矩阵，J_k(DC)为观测数据中直流电阻率法数据对第k次迭代对应的反演参数向量的偏导数矩阵，m_k、m_k+1分别为第k次、k+1次迭代对应的反演参数向量，k＝1时，m_k为反演参数向量的初值；W_d为数据方差矩阵，W_m为模型误差矩阵，m_apr为先验模型，λ为线性搜索步长，δm_k为第k次迭代对应的模型改变量，μ为正则化因子，δd_k为第k次迭代对应的正演计算值与观测数据的差；