[发明专利]一种回线源地空瞬变电磁数据的拟三维反演方法

权利要求书

1.一种回线源地空瞬变电磁数据的拟三维反演方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，构建回线源地空瞬变电磁测区的初始电性模型，对测区地下介质进行网格剖分，建立对应不同测点的电性分区；

步骤2，设定不同电性分区间互相约束的几何半径和电性约束函数，对测区电性网格的每个分区进行电性约束函数值计算，包括：

设定不同电性分区间互相约束的几何半径为r₁，计算第j个网格的体积V_j及其到第i个网格几何中心的距离r_ij，使用如下电性约束函数：

其中

式中：ρ_j为第j个网格的电阻率值；r_ij为第j个网格几何中心到第i个网格几何中心的距离；R(rik)为距离加权函数；r_ik为第k个网格几何中心到第i个网格几何中心的距离；k为网格编号；

计算测区电性网格所有分区的电性约束函数值

步骤3，建立回线源地空瞬变电磁数据的拟合目标函数，在每个电性分区上进行一维正演，计算数据拟合目标函数值；

步骤4，构建回线源地空瞬变电磁数据拟三维反演目标函数，根据各分区的电性约束函数和数据拟合函数值计算拟三维反演目标函数值；

步骤5，采用线性最优化方法，获取每个分区电性和几何参数的下降方向和迭代步长，并进行修正，然后重复步骤1至步骤4，计算修正后的拟三维反演目标函数值，重复此步骤，直至达到误差终止条件或达到最大迭代次数；

步骤6，在最优化过程完成后，即获得大地的拟三维反演模型，将其输出为回线源地空瞬变电磁数据的拟三维反演成像数据体，用于后续的解释工作。

2.根据权利要求1所述的回线源地空瞬变电磁数据的拟三维反演方法，其特征在于，所述步骤1包括：

基于回线源地空瞬变电磁测区的已有资料或视电阻率定义结果，给定初始电性模型，以测点为中心对测区地下介质进行网格剖分，网格边界取相邻测点的中心，建立N个对应不同测点的电性分区，并将初始模型的电阻率分布函数ρ(x,y,z)投影到各个网格，给定各分区的电阻率初始值ρ_i。

3.根据权利要求2所述的回线源地空瞬变电磁数据的拟三维反演方法，其特征在于，所述步骤3包括：

将每个电性分区的块状电性模型扩展为一维模型，进行一维回线源地空瞬变电磁正演，获取各测点的dB_z/dt理论响应数据，建立回线源地空瞬变电磁数据的拟合目标函数，对于第i个网格有：

式中，和分别为观测数据和拟合数据向量，运算符||d||表示求向量d的二范数；

据此式计算各电性分区的数据拟合目标函数值

4.根据权利要求3所述的回线源地空瞬变电磁数据的拟三维反演方法，其特征在于，所述步骤4包括：

将各个网格的数据拟合目标函数和电性约束函数叠加，构建回线源地空瞬变电磁数据拟三维反演目标函数：

式中：α为电性约束权重，用于控制拟三维反演模型的连续程度，α越大，反演结果连续性越好；按照需求选择权重α，然后根据上式计算拟三维反演目标函数值。