一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置

摘要

本申请实施例公开了一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置。该方法包括：在待测区域中的预设观测点处观测第一发射线圈作为发射源所产生的二次场，得到第一观测数据；在待测区域中的所述预设观测点处观测第二发射线圈作为发射源所产生的二次场，得到第二观测数据；采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演，得到所述待测区域的电阻率分布特征。其中，所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。通过本申请实施例所公开的技术方案，在勘探区域既可以达到较大的勘探深度，又能得到其浅部区域的信息。

说明书

技术领域

本申请涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及 装置。

背景技术

回线源瞬变电磁法是一种重要的地球物理电磁勘探方法。该方法主要是利用一个不接地 的回线向地下发射一次脉冲电磁场，在脉冲电磁场的间歇期间，通过观测感生二次场随时间 的变化规律来研究大地的电性特征(主要是反演大地电阻率)，从而解决相关的地质问题。

感生二次场的早期信号主要反映浅部地层电性信息，晚期信号主要反映深部地层电性信 息。常规回线源瞬变电磁法通常是采用单一的尺寸较大的发射线圈或者尺寸较小的发射线圈 作为发射源，对该发射源产生的感生二次场进行观测，然后对所得到的观测数据进行反演来 得到勘探区域的电阻率分布特征。然而，采用单一的较大发射线圈，可以观测到相对比较晚 期的信号，从而达到较大的勘探深度，但大发射线圈关断时间较长，早期信号损失较多，相 应地浅部勘探盲区增大。而采用尺寸较小的发射线圈，其关断时间较短，浅部勘探盲区范围 比较小，但所能观测到的晚期延时也较小，因而所能所达到的勘探深度也比较小。因而，如 何在勘探区域既能达到较大的勘探深度，又能得到其浅部区域的信息，是本领域技术人员急 需解决的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置，以实现 在勘探区域既能达到较大的勘探深度，又能得到其浅部区域的信息目的。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置 是这样实现的：

本申请实施例提供了一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法，包括：

在待测区域中的预设观测点处观测第一发射线圈作为发射源所产生的二次场，得到第一 观测数据；

在所述待测区域中的所述预设观测点处观测第二发射线圈作为发射源所产生的二次场， 得到第二观测数据；

采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演，得到所述 待测区域的电阻率分布特征，

其中，所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。需要说明的是，所述第 一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸可以是指所述第一发射线圈的实际尺寸小 于所述第二发射线圈的实际尺寸，也可以是指所述第一发射线圈的等效尺寸小于所述第二发 射线圈的等效尺寸。

可选的，在至少一实施方式中，所述采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第 二观测数据进行联合反演，得到所述待测区域的电阻率分布特征包括：

利用所述第一观测数据和所述第二观测数据，构建电阻率向量的目标函数；

对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设条件的目标函数；

将所述符合预设条件的目标函数所对应的电阻率向量确定为所述待测区域的电阻率分 布特征。

可选的，在至少一实施方式中，所构建的目标函数表示如下：

Ψ(m)＝(d₁-F₁(m))^TW₁(d₁-F₁(m))+(d₂-F₂(m))^TW₂(d₂-F₂(m))+λm^TL^TLm

其中，Ψ(m)为目标函数，d₁,F₁分别为所述第一发射线圈的第一观测数据向量及第一正演函 数，d₂,F₂分别为所述第二发射线圈的第二观测数据向量及第二正演函数；m为电阻率向量； L为差分算子；λ为正则化参数；W₁为所述第一观测数据的第一加权矩阵，其表达式如下：

$W_1=\left(\begin{array}{cccccc}1& & & & & \\ & 1& & & & \\ & & 1& & & \\ & & & x_{i1}& & \\ & & & & x_i& \\ & & & & & x_{i2}\end{array}\right);$

i₁,i,i₂分别为在所述第一观测数据和所述第二观测数据的重叠时间段内所述第一观测 数据的起始时间点序号、中间时间点序号以及终止时间点序号；x_i1,x_i,x_i2分别为i₁,i,i₂所对 应时间点的加权；

W₂为所述第二观测数据的第二加权矩阵，其表达式如下：

$W_2=\left(\begin{array}{cccccc}{x}_{j1}& & & & & \\ & x_j& & & & \\ & & x_{j2}& & & \\ & & & 1& & \\ & & & & 1& \\ & & & & & 1\end{array}\right);$

j₁,j,j₂分别为在所述重叠时间段内所述第二观测数据的起始时间点序号、中间时间点序 号以及终止时间点序号；x_j1,x_j,x_j2分别为j₁,j,j₂所对应时间点的加权。

可选的，在至少一实施方式中，对所述第一加权矩阵和所述第二加权矩阵分别进行如下 对应处理：

$\left(\begin{array}{c}{x}_{i1}=1\\ x_i=1-\frac{1}{(t_{i2}-t_{i1})*(t_i-t_{i1})}\\ x_{i2}=0\end{array}\right);$

$\left(\begin{array}{c}{x}_{j1}=0\\ x_j=1-\frac{1}{(t_{j2}-t_{j1})*(t_j-t_{j1})}\\ x_{j2}=1\end{array}\right),$

其中，t_i1,t_i,t_i2分别为i₁,i,i₂所对应的延时；t_j1,t_j,t_j2分别为j₁,j,j₂所对应的延时。

可选的，在至少一实施方式中，所述对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设 条件的目标函数包括：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

判断所述目标函数的当前数值是否达到设定值；

在判断出所述目标函数的当前数值达到所述设定值时，终止所述电阻率向量的迭代计 算。

可选的，在至少一实施方式中，所述对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设 条件的目标函数包括：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

将所述目标函数的当前数值与设定值对比，判断所述目标函数的当前数值是否达到设定 值；

在判断出所述目标函数的当前数值未达到所述设定值时，判断当前的迭代次数是否达到 设定的迭代次数；

在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

可选的，在至少一实施方式中，所述对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设 条件的目标函数包括：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

计算所述目标函数的当前数值与所述目标函数的在先数值之间的差值；

判断所述差值是否小于预设值；

在判断出所述差值小于或等于所述预设值时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

可选的，在至少一实施方式中，所述对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设 条件的目标函数包括：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

计算所述目标函数的当前数值与所述目标函数的在先数值之间的差值；

判断所述差值是否小于预设值；

在判断出所述差值大于所述预设值时，判断当前的迭代次数是否达到设定的迭代次数；

在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

可选的，在至少一实施方式中，所述对所述电阻率向量进行迭代计算包括采用下述公式 来对所述电阻率向量进行迭代计算：

$m_{n+1}=m_n-{\tilde{H}}_n^{-1}{g}_n,$

$\tilde{H}\left(m_n\right)=2A_1{\left(m_n\right)}^T{W}_1{A}_1\left(m_n\right)+2A_2{\left(m_n\right)}^T{W}_2{A}_2\left(m_n\right)+2{\mathrm{\lambda L}}^{T}L,$

g(m_n)＝-2A₁(m_n)^TW₁(d₁-F₁(m_n))-2A₂(m_n)^TW₂(d₂-F₂(m_n))+2λL^TLm_n,

其中，A₁和A₂分别为对应于第一线圈正演函数F₁和第二线圈正演函数F₂的雅克比矩阵； n为迭代次数。

本申请实施例还提供了一种基于回线源瞬变电磁法的探测装置，包括：

第一观测单元，用于在待测区域中的预设观测点处观测第一发射线圈作为发射源所产生 的二次场，得到第一观测数据；

第二观测单元，用于在所述待测区域中的所述预设观测点处观测第二发射线圈作为发射 源所产生的二次场，得到第二观测数据；

反演单元，用于采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合 反演，得到所述待测区域的电阻率分布特征，

其中，所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。

可选的，在至少一实施方式中，所述反演单元包括：

构建子单元，用于利用所述第一观测数据和所述第二观测数据，构建电阻率向量的目标 函数；

计算子单元，用于对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设条件的目标函数；

确定子单元，用于将所述符合预设条件的目标函数所对应的电阻率向量确定为所述待测 区域的电阻率分布特征。

可选的，在至少一实施方式中，所述计算子单元具体的可以用于：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

判断所述目标函数的当前数值是否达到设定值；

在判断出所述目标函数的当前数值达到所述设定值时，终止所述电阻率向量的迭代计 算。

可选的，在至少一实施方式中，所述计算子单元具体的可以用于：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

将所述目标函数的当前数值与设定值对比，判断所述目标函数的当前数值是否达到设定 值；

在判断出所述目标函数的当前数值未达到所述设定值时，判断当前的迭代次数是否达到 设定的迭代次数；

在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

可选的，在至少一实施方式中，所述计算子单元具体的可以用于：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

计算所述目标函数的当前数值与所述目标函数的在先数值之间的差值；

判断所述差值是否小于预设值；

在判断出所述差值小于或等于所述预设值时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

可选的，在至少一实施方式中，所述计算子单元具体的可以用于：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；

计算所述目标函数的当前数值与所述目标函数的在先数值之间的差值；

判断所述差值是否小于预设值；

在判断出所述差值大于所述预设值时，判断当前的迭代次数是否达到设定的迭代次数；

在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例通过在待测区域中的预设观测 点处观测第一发射线圈作为发射源所产生的二次场，得到第一观测数据；在所述待测区域中 的所述预设观测点处观测第二发射线圈作为发射源所产生的二次场，得到第二观测数据；所 述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸，因而对所述第一观测数据和所述第二 观测数据进行联合反演后所得到的所述待测区域的电阻率分布特征既可以反映出勘探区域 中浅部区域的信息，也可以反映出勘探区域中较深区域的信息，从而实现了在勘探区域既能 达到较大的勘探深度，又能得到其浅部区域的信息目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记 载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法的流程图。

图2是本申请实施例中第一发射线圈和第二发射线圈的结构示意图。

图3是第一观测数据、第二观测数据以及对应的权值。

图4是本申请实施例中一种基于回线源瞬变电磁法的探测装置的模块图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中 的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本申请所述的基于回线源瞬变电磁法的探测方法进行详细的说明。虽然 本申请提供了如下述实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳 动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤 中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。

如图1所示，本申请实施例提供了一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法。该方法包括：

S100：选取适用于待测区域的第一发射线圈和第二发射线圈。

所述待测区域可以是整个勘探区域，也可以是整个勘探区域中的部分区域。

所述第一发射线圈和所述第二发射线圈的形状、尺寸和/或匝数可以是根据所述待测区域 的勘探任务来选取的。具体的，

可以根据勘探任务判断选用单匝线圈还是多匝线圈；在判断出可以选用单匝线圈时，可 以根据勘探任务中指出的所需勘探的最小深度，即不能小于仪器能记录的最早时间所对应的 深度，并参照本领域的当前行业规范(即地面瞬变电磁法技术规程)，选取所述第一发射线 圈的尺寸，即确定小发射线圈的尺寸。此外，也可以根据所需勘探的最大深度，再参照所述 当前行业规范，选取所述第二发射线圈的尺寸，即确定大发射线圈的尺寸。所选取的第二发 射线圈的实际尺寸大于所述第一发射线圈的实际尺寸。例如，对于5～400m的勘探深度，所 选取的第一发射线圈的实际尺寸可以为20mX20m、第二发射线圈的实际尺寸可以为200mX 200m。其中，第一发射线圈勘探的深度范围可以为5～60m，第二发射线圈勘探的深度范围为 30～400m。

在判断出需要采用多匝线圈时，可以根据勘探任务分别确定第一发射线圈和第二发射线 圈的匝数，可以按照下述公式来计算等效单匝线圈尺寸：

$L=\sqrt{n\times S}---\left(1\right)$

其中，L为等效方形单匝线圈的边长，n为匝数，S为多匝线圈的面积。根据上式可以判 断，所述第一发射线圈的等效单匝尺寸小于所述第二发射线圈的等效单匝尺寸。

所选取的第一发射线圈和第二发射线圈可以为矩形线圈、方形线圈或三角形线圈，但并 不限于这几种形状。所述第一发射线圈和所述第二发射线圈的形状可以不同。图2示出了第 一发射线圈和第二发射线圈均为方形线圈的结构示意图。图中，T1表示第二发射线圈，T2 表示第一发射线圈，R表示观测点，即接收点。

S110：将所选取的第一发射线圈作为发射源，在待测区域中的预设观测点处观测所述第 一发射线圈所产生的二次场，得到第一观测数据。

在确定出第一发射线圈和第二发射线圈的形状、尺寸以及匝数后，可以将所述第一发射 线圈作为发射源，向所述待测区域发射一次脉冲电磁场，然后在脉冲电磁场的间歇期间，位 于预设观测点处的第一接收线圈观测所产生的二次场，得到一组随时间变化的第一感应电动 势，即第一观测数据。

S120：将所选取的第二发射线圈作为发射源，在所述待测区域中的所述预设观测点处观 测所述第二发射线圈所产生的二次场，得到第二观测数据。

在得到第一观测数据后，可以将所述第二发射线圈作为发射源，在该预设观测点上利用 第二接收线圈观测所产生的二次场，也得到一组随时间变化的第二感应电动势，即第二观测 数据。

所得到的第一观测数据的起始时间点早于所述第二观测数据的起始时间点；所述第一观 测数据的终止时间点晚于所述第二观测数据的起始时间点，但早于所述第二观测数据的终止 时间点。即所述第一观测数据和所述第二观测数据具有重叠时间段，该重叠时间段内既有第 一感生电动势，也存在有第二感生电动势，如图3中的两曲线所示。从图3中可以看出， 0.0001～0.001s这段时间为第一观测数据和第二观测数据的重叠时间段，在这段时间内既存在 有第一感生电动势，也存在有第二感生电动势。

需要说明的是，本申请实施例中步骤S110和步骤S120之间的执行顺序并没有限制。即 也可以先将所述第二发射线圈作为发射源在所述预设观测点进行观测，得到第二观测数据， 然后将所述第一发射线圈作为发射源在所述预设观测点进行观测，得到第一观测数据。在得 到所述第一观测数据和所述第二观测数据后，可以从记录仪器(例如，接收机)中获取所述 第一观测数据和所述第二观测数据。

所述第一接收线圈与所述第一发射线圈所构成的观测装置，和/或，所述第二接收线圈与 所述第二发射线圈所构成的观测装置可以是中心回线装置，即所述接收线圈与所述发射线圈 的中心相重合的回线装置，也可以是大定源回线装置，还可以是偶极回线装置，但并不限于 这些装置。

S120：采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演，得 到所述待测区域的电阻率分布。

在获取所述待测区域的所述第一观测数据和所述第二观测数据后，可以采用时间加权的 方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演，得到所述待测区域的电阻率分 布。具体的，

可以利用对所述第一观测数据和所述第二观测数据，构建不同深度处电阻率(即电阻率 向量)的目标函数，所构建的目标函数可以表示如下：

Ψ(m)＝(d₁-F₁(m))^TW₁(d₁-F₁(m))+(d₂-F₂(m))^TW₂(d₂-F₂(m))+λm^TL^TLm(2)

其中，Ψ(m)为目标函数；d₁,F₁分别为所述第一发射线圈的第一观测数据向量(即一组 按时间进行排序的第一感生电动势)及第一正演函数；d₂,F₂为所述第二发射线圈的第二观 测数据向量(即一组按时间进行排序的第二感生电动势)及第二正演函数；W₁为所述第一 观测数据的第一加权矩阵；W₂为所述第二观测数据的第二加权矩阵；m为电阻率向量；L 为差分算子；λ为正则化参数。第一正演函数F₁和第二正演函数F₂的表达式可以参考现有 技术中的相关描述。第一加权矩阵W₁和第二加权矩阵W₂可以分别表示如下：

$W_1=\left(\begin{array}{cccccc}1& & & & & \\ & 1& & & & \\ & & 1& & & \\ & & & x_{i1}& & \\ & & & & x_i& \\ & & & & & x_{i2}\end{array}\right);$

$W_2=\left(\begin{array}{cccccc}{x}_{j1}& & & & & \\ & x_j& & & & \\ & & x_{j2}& & & \\ & & & 1& & \\ & & & & 1& \\ & & & & & 1\end{array}\right)$

其中，i₁,i,i₂分别为在所述预设时间段内所述第一观测数据的起始时间点序号、中间时 间点序列号以及终止时间点序号；x_i1,x_i,x_i2分别为i₁,i,i₂所对应时间点的加权；j₁,j,j₂分别 为在所述重叠时间段内所述第二观测数据的起始时间点序号、中间时间点序列号以及终止时 间点序号。

在构建目标函数后，可以对第一加权矩阵W₁和第二加权矩阵W₂分别进行如下对应的权 值处理：

$\left(\begin{array}{c}{x}_{i1}=1\\ x_i=1-\frac{1}{(t_{i2}-t_{i1})*(t_i-t_{i1})}\\ x_{i2}=0\end{array}\right);$

$\left(\begin{array}{c}{x}_{j1}=0\\ x_j=1-\frac{1}{(t_{j2}-t_{j1})*(t_j-t_{j1})}\\ x_{j2}=1\end{array}\right);$

其中，t_i1,t_i,t_i2分别为i₁,i,i₂所对应的延时；x_j1,x_j,x_j2分别为j₁,j,j₂所对应时间点的加权。

上述权值处理过程可以如图3中的阴影部分所示。在非重叠时间段，对第一观测数据和 第二观测数据分别赋予全权(即权值为1)；在重叠时间段，权值在早期侧重于第一观测数据， 在晚期侧重于第二观测数据，随着时间的增大，第一观测数据的权值逐渐降低，而第二观测 数据的权值逐渐增加。

通过对第一加权矩阵W₁和第二加权矩阵W₂进行上述处理，可以对所述第一观测数据和 所述第二观测数据中各个时间点处的感生电动势进行均衡，还可以保证在早期可以侧重使用 对应于第一发射线圈的第一观测数据，在晚期侧重使用对应于第二发射线圈的第二观测数 据，从而使得可以充分发挥这两种发射线圈的优势。

在对第一加权矩阵和第二加权矩阵进行上述权值处理后，可以采用高斯-牛顿法，但并不 限于该算法，对所述述目标函数中的电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设条件的目标 函数；最后将所述符合预设条件的目标函数所对应的电阻率向量确定为所述待测区域的电阻 率分布特征。

对所述电阻率向量进行迭代计算的公式可以表示如下：

$m_{i+1}=m_i-{\tilde{H}}_i^{-1}{g}_i---\left(3\right)$

$\tilde{H}\left(m_i\right)=2A_1{\left(m_i\right)}^T{W}_1{A}_1\left(m_i\right)+2A_2{\left(m_i\right)}^T{W}_2{A}_2\left(m_i\right)+2{\mathrm{\lambda L}}^{T}L---\left(4\right)$

g(m_i)＝-2A₁(m_i)^TW₁(d₁-F₁(m_i))-2A₂(m_i)^TW₂(d₂-F₂(m_i))+2λL^TLm_i(5)

其中，A₁和A₂分别为对应于第一正演函数F₁和第二正演函数F₂的雅克比矩阵。

上述迭代计算的初始电阻率向量中每个深度处的电阻率可以是估算的所述待测区域的 平均电阻率。

在进行迭代计算后，将当前电阻率向量代入到式(2)中，计算目标函数的当前数值。 在计算出目标函数的当前数值后，可以将所计算出的当前数值与设定值对比，判断所述目标 函数的当前数值是否达到设定值；在判断出所述目标函数的当前数值达到所述设定值时，停 止迭代计算，将所述目标函数的当前数值所对应的电阻率向量确定为所述待测区域的最终电 阻率向量。在判断出所述目标函数的当前数值未达到所述设定值时，继续对电阻率向量进行 迭代计算，直到达到设定的迭代次数。在所述迭代计算的次数达到设定的迭代次数，但所述 目标函数的当前数值仍未达到所述设定值时，将最后一次迭代计算出的电阻率向量确定为所 述待测区域的最终电阻率向量。

在计算出目标函数的当前数值后，也可以计算所述目标函数的当前数值与上次所计算出 的目标函数的在先数值之间的差值；将所述差值与预设值进行对比，判断所述差值是否小于 所述预设值；在判断出所述差值小于或等于所述预设值时，停止迭代计算。将当前迭代计算 的电阻率向量确定为所述待测区域的最终电阻率向量。在判断出所述差值大于所述预设值 时，继续对电阻率向量进行迭代计算，直到达到设定的迭代次数。在所述迭代计算的次数达 到设定的迭代次数，但所述差值大于所述预设值时，将最后一次迭代计算出的电阻率向量确 定为所述待测区域的最终电阻率向量。

所述最终电阻率向量可以表示所述待测区域的电阻率从浅到深的分布情况，即电阻率分 布特征。通过该最终电阻率向量可以获知所述待测区域的岩石种类以及分布等地层信息。

通过上述描述可以看出，本申请实施例通过将所选取的第一发射线圈作为发射源，在待 测区域中的预设观测点处观测所述第一发射线圈所产生的二次场，得到第一观测数据；将所 选取的第二发射线圈作为发射源，在所述待测区域中的所述预设观测点处观测所述第二发射 线圈所产生的二次场，得到第二观测数据，由于第一发射线圈的尺寸小于第二发射线圈的尺 寸，因而第一观测数据反映的是观测到的早期信号，而第二观测数据反映的是观测到的晚期 信号，所以对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演后所得到的电阻率分布特 征既可以反映出勘探区域中较浅区域的地层信息，也可以反映出勘探区域中较深区域的地层 信息，从而实现了在勘探区域既能达到较大的勘探深度，又能得到其浅部区域的信息的目的。

本申请实施例还提供了一种基于回线源瞬变电磁法的探测装置，如图4所示。该装置包 括第一观测单元410、第二观测单元420和反演单元430。其中，第一观测单元410可以用 于将所选取的第一发射线圈作为发射源，在待测区域中的预设观测点处观测所述第一发射线 圈所产生的二次场，得到第一观测数据；第二观测单元420可以用于将所选取的第二发射线 圈作为发射源，在所述待测区域中的所述预设观测点处观测所述第二发射线圈所产生的二次 场，得到第二观测数据；反演单元430可以用于采用时间加权的方法对所述第一观测数据和 所述第二观测数据进行联合反演，得到所述待测区域的电阻率分布特征。其中，所述第一发 射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。

在至少一实施方式中，反演单元430可以包括：

构建子单元4301，可以用于利用所述第一观测数据和所述第二观测数据，构建电阻率向 量的目标函数；

计算子单元4302，可以用于对所述电阻率向量进行迭代计算，以得到符合预设条件的目 标函数；

确定子单元4303，可以用于将所述符合预设条件的目标函数所对应的电阻率向量确定为 所述待测区域的电阻率分布特征。

在一实施方式中，计算子单元4302具体的可以用于：

将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；判断 所述目标函数的当前数值是否达到设定值；在判断出所述目标函数的当前数值达到所述设定 值时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

在另一实施方式中，计算子单元4302具体的可以用于：将当前迭代计算出的电阻率向 量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；将所述目标函数的当前数值与设定值对 比，判断所述目标函数的当前数值是否达到设定值；在判断出所述目标函数的当前数值未达 到所述设定值时，判断当前的迭代次数是否达到设定的迭代次数；在判断出当前的迭代次数 达到设定的迭代次数时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

在另一实施方式中，计算子单元4302具体的可以用于：将当前迭代计算出的电阻率向 量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；计算所述目标函数的当前数值与所述目 标函数的在先数值之间的差值；判断所述差值是否小于预设值；在判断出所述差值小于或等 于所述预设值时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

在另一实施方式中，计算子单元4302具体的可以用于：将当前迭代计算出的电阻率向 量代入目标函数中，计算所述目标函数的当前数值；计算所述目标函数的当前数值与所述目 标函数的在先数值之间的差值；判断所述差值是否小于预设值；在判断出所述差值大于所述 预设值时，判断当前的迭代次数是否达到设定的迭代次数；

在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时，终止所述电阻率向量的迭代计算。

上述实施例阐明的系统、装置或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有 某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。 当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各 种说明性逻辑块、单元和步骤可以通过硬件、软件或两者的结合来实现。至于是通过硬件还 是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定 的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保 护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信 号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体 管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固 件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上， 或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模 块、或者这两者的结合。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相 参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而 言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分 说明即可。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而 不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。