[发明专利]一种用于低频大地电磁法三维正演的边界截断层方法及装置

说明书

本申请公开了一种用于低频大地电磁法三维正演的方法和装置，所述方法包括：低频电磁波从目标区域中无反射地入射到各向异性边界截断层中，确定各向异性边界截断层的调制参数表达式；对所述边界截断层的调制参数进行渐变处理，获得透射波的吸收参数，确定有限厚度的边界截断层的最佳调制参数值；根据低频大地电磁正演采取的方法，将有限厚度的边界截断层的调制参数引入到电磁场麦克斯韦方程中，得到低频大地电磁法正演参数信息。可以对大地电磁法这类低频电磁方法的目标区域进行有效截断。

技术领域

本申请涉及地球物理电磁探测领域，特别是涉及一种用于低频大地电磁法三维正演的边界截断层(Boundary Truncation Layer，BTL)方法及装置。

背景技术

目前，对电磁波的目标区域都需要人为地进行截断，由于当前计算机的计算能力有限，不可能进行无限区域的电磁场计算。在电磁波领域，以往模拟中对边界条件是采用大小渐增的网格来延伸几倍的趋肤深度，将二次场衰减为0，从而在模拟区域外边界处设置Dirichlet边界条件或Neumann边界条件，可以让外行波无反射地入内并使其快速衰减殆尽。但是此方式需要延拓距离足够远，而且针对于较宽的频率范围，延伸的网格大小需要缓慢增涨，故需要延拓的网格数目较多，需要较大的计算量以及消耗较多的计算时间。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

本申请中提出了针对于扩散场的边界截断层公式，根据本申请的一个方面，提供了一种用于低频大地电磁法三维正演的边界截断层方法，可以对大地电磁法这类低频电磁方法的目标区域进行有效截断。所述方法包括：

低频电磁波从目标区域中无反射地入射到各向异性边界截断层中，确定各向异性边界截断层的调制参数表达式；

对所述边界截断层的调制参数进行渐变处理，获得透射波的吸收参数，确定有限厚度的边界截断层的最佳调制参数值；

根据低频大地电磁正演采取的方法，将有限厚度的边界截断层的调制参数引入到电磁场麦克斯韦方程中，得到低频大地电磁法正演参数信息。

优选地，确定各向异性边界截断层的调制参数表达式包括：

各向异性介质的电导率为σ·Λ，介电常数为ε·Λ，磁导率为μ·Λ，其中，Λ为调制关键参数，且满足如下的形式：

其中，s_z为各向异性主轴参数；

设定时间因子为e^-iωt，频域的麦克斯方程表达式为：

其中，E为电场矢量，H为磁场矢量，ω为角频率，σ为目标区域介质的电导率，μ为目标区域介质的磁导率，ε为目标区域介质的介电常数，为虚数，其中σE表示扩散电流，iωεE表示位移电流；

推倒出：

令

计算出

设定边界截断层的调制参数s_i，i＝x,y,z，表达式为

其中，σ_i为边界截断层的关键参数，控制边界截断层中电磁波的衰减，得到

优选地，确定各向异性边界截断层的调制参数表达式之后还包括：对所述边界截断层的调制参数进行简化。