频率域可控源电磁法全区测量及反演

摘要

目前，像CSAMT这类频率域可控源电磁法都是在远区测量，然后计算远区视电阻率，运用MT的反演方法反演或直接反演。然而，运用MT的反演方法进行反演必然有一定的误差，而直接反演却因为只有远区数据很难把近区、过渡区也反演准确，且其反演时网格数多，反演速度慢。最近，何继善院士提出了广域电磁法，该方法可以在全区测量并计算出没有场源效应影响的广域视电阻率.在广域电磁法的启发下，为了实现频率域可控源电磁法二维、三维快速、准确反演，本文提出了全区测量及反演的思想。全区测量及反演是不分近区、过渡区、远区，在场源附近测量地面的电场、磁场分量，且不去计算视电阻率，直接利用电场、磁场分量数据进行反演。
　　 为了研究频率域可控源电磁法全区测量及反演的可行性，本文以纯二维问题为研究对象，即地下构造为二维的，地下介质为各向同性的介质，源为无限长线电流源且与地下介质构造走向平行。在正演时，采用三角形线性插值的有限单元法进行模拟，可以对起伏地形下的二维构造进行正演计算。反演时，以最小二乘法为基础，并加入一个光滑约束条件，同时将粗糙度因子看着阻尼因子，进行光滑约束的阻尼最小二乘反演。反演过程中，关键是如何快速地计算出偏导数矩阵，本文采用辅助场法求解偏导数矩阵，其求解精度高，速度快。
　　 首先，本文研究了地形对电磁响应的影响，突出了对二维模型做二维反演的重要性；然后，通过对几个模型的反演计算，验证了全区测量及反演的可行性，实现了带地形的频率域可控源电磁法二维快速、准确反演。同时，通过对相邻两测点的最高频率的视电阻率进行线性插值，找到了一种较好的反演初始模型。