航空瞬变电磁法对地下典型目标体的探测能力研究 被引量：26

1

作者 殷长春 任秀艳 +1 位作者 刘云鹤 蔡晶 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期3370-3379,共10页

航空电磁法的探测能力受飞行高度、发射波形、发射磁矩和发射基频等因素的影响,致使不同分量间的勘探能力存在差异.航空电磁如对所有磁场和磁感应分量、on-和off-time数据进行观测和解释,不仅数据量大、耗时长,而且出现大量冗余数据.目... 航空电磁法的探测能力受飞行高度、发射波形、发射磁矩和发射基频等因素的影响,致使不同分量间的勘探能力存在差异.航空电磁如对所有磁场和磁感应分量、on-和off-time数据进行观测和解释,不仅数据量大、耗时长,而且出现大量冗余数据.目前国内针对此问题尚无系统解决方法.本文针对吊舱式直升机航空电磁系统,采用积分方程法求解频率域响应,经汉克尔变换转换到时间域,计算了地下三维目标体的B和dB/dt时间域响应.利用异常体响应与背景场响应作比值,并通过设定响应阀值定义最大勘探深度,进而分析不同发射波形、不同分量以及on-和off-time期间的航空电磁系统的探测能力.基于本文分析手段,可根据实际勘探目标,确定一套探测能力较强的航空电磁最佳参数组合,为野外测量和数据处理提供技术指导,高效完成勘探任务. 展开更多

关键词 航空电磁 时间域 探测能力 系统设计 磁场和磁感应 on-time和off-time

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起伏地表频域/时域航空电磁系统三维正演模拟研究 被引量：18

2

作者 张博 殷长春 +1 位作者 刘云鹤 蔡晶 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1506-1520,共15页

由于航空电磁系统具有工作频率低、时间延迟短等特点,地形对航空电磁响应有很大影响,忽略地形影响会给航空电磁数据解释造成很大误差.本文将基于非结构化网格的矢量有限元法应用于模拟起伏地表条件下频域/时域(FD/TD)三维航空电磁系统响... 由于航空电磁系统具有工作频率低、时间延迟短等特点,地形对航空电磁响应有很大影响,忽略地形影响会给航空电磁数据解释造成很大误差.本文将基于非结构化网格的矢量有限元法应用于模拟起伏地表条件下频域/时域(FD/TD)三维航空电磁系统响应.该方法由于采用非结构网格,与传统的结构化网格电磁正演算法相比,能更好地拟合地形和地下不规则异常体,提高对不规则地形和地下介质航空电磁响应的计算精度.通过将计算结果与半空间模型的半解析解及已发表的结果进行对比,检验了本文算法的精度.通过对典型山峰和山谷地形航空电磁响应分析对比,总结了地形对航空电磁响应的影响特征.研究结果对航空电磁地形效应的识别和校正具有指导意义. 展开更多

关键词 航空电磁 三维正演 地形效应 矢量非结构有限元法

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基于曲波变换的航空电磁数据去噪方法研究 被引量：17

3

作者 王宁 殷长春 +3 位作者 高玲琦 苏扬 刘云鹤 熊彬 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4592-4603,共12页

航空电磁法作为一种地形复杂地区资源探测的有效方法,近年来得到了广泛的应用.然而,由于系统所处的动态环境,噪声干扰严重.为了改善航空电磁数据质量,提高地下电性反演的准确性,需要研发相关去噪技术.传统航电去噪大多针对特定噪声或单... 航空电磁法作为一种地形复杂地区资源探测的有效方法,近年来得到了广泛的应用.然而,由于系统所处的动态环境,噪声干扰严重.为了改善航空电磁数据质量,提高地下电性反演的准确性,需要研发相关去噪技术.传统航电去噪大多针对特定噪声或单一测线上的信号进行处理,难以兼顾相邻测线之间观测信号的相关性.本文采用曲波变换进行二维航空电磁数据去噪.由于曲波变换具有多尺度和多方向性特征,可以在对噪声精细分析的基础上进行有效去除,同时还保证了整个测区内信号的相关性.进而,我们提出Sigmoid阈值函数对传统阈值函数进行改进,以进一步改善去噪效果.为了验证曲波变换方法对航空电磁数据去噪的有效性,将曲波变换和传统去噪方法分别应用于理论模型和实测数据进行对比.试验证明本文曲波变换用于航空电磁数据去噪具有明显的优越性. 展开更多

关键词 航空电磁法 曲波变换 去噪 多尺度分析

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基于改进粒子群深度神经网络的频率域航空电磁反演 被引量：6

4

作者 廖晓龙 张志厚 +4 位作者 范祥泰 路润琪 姚禹 曹云勇 徐正宣 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2162-2173,共12页

传统的梯度反演方法依赖于初始模型选取,且容易陷入局部极小,在一定程度上影响着反演的求解精度和收敛速度,为此,提出一种基于改进粒子群深度神经网络的频率域航空电磁反演方法。首先,通过频率域航空电磁模型正演获取样本数据集;随后,... 传统的梯度反演方法依赖于初始模型选取,且容易陷入局部极小,在一定程度上影响着反演的求解精度和收敛速度,为此,提出一种基于改进粒子群深度神经网络的频率域航空电磁反演方法。首先,通过频率域航空电磁模型正演获取样本数据集;随后,依据样本数据集建立深度神经网络的基本框架,网络的输入为归一化垂直磁场分量,输出为相应地电模型参数;第三,提出一种惯性权重振荡衰减措施在粒子群优化算法的基础上进行改进,以提高粒子群优化算法的全局寻优能力,并利用改进的粒子群优化算法优化深度神经网络的训练过程,得到连接权值与阈值的最优解;最后,将最优的权值与阈值作为网络的初始值,并利用该网络对未知地电模型进行反演测试。利用层状地质模型测试改进粒子群深度神经网络算法、粒子群神经网络算法和单一的神经网络算法的反演效果,并将此方法运用于实测航空电磁数据反演。研究结果表明:本文提出的改进粒子群神经网络算法充分结合了粒子群优化算法的全局寻优性能和深度神经网络的局部寻优性能,在反演过程中能有效避免反演陷入局部极小,寻找到全局最优解,并能准确地反演出地电模型参数;与粒子群神经网络算法和单一的神经网络算法相比,本文提出的方法具有更高的求解精度和收敛速度。 展开更多

关键词 航空电磁 频率域 反演 改进粒子群优化算法 深度神经网络

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航空电磁法在深部铀矿勘查的应用前景探讨 被引量：3

5

作者 王培建 江民忠 +3 位作者 全旭东 骆燕 孙栋华 魏永强 《铀矿地质》 CAS CSCD 2017年第5期302-307,共6页

简单介绍了航空电磁勘查技术的基本理论,并结合该方法的国内外铀及多金属矿产勘查实例,分析该方法的应用效果,并探讨航空电磁技术应用于我国深部铀矿勘查的前景,为铀矿勘查提供方法技术参考。

关键词 航空电磁法 深部铀矿勘查 应用前景

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导电大地上航空电磁系统校准

6

作者 任秀艳 殷长春 +2 位作者 刘云鹤 张博 蔡晶 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期726-735,共10页

航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.... 航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.本文以频率域航空电磁系统为例,对导电大地上航电系统校准技术和校准误差改正方法进行研究.我们首先推导了层状导电大地上水平共面和直立共轴线圈系统的校准公式,结果表明导电大地对航电系统校准尤其是水平共面装置的高频信号影响很大.针对校准过程中大地电导率已知的情况,本文采用非线性方程求解技术一次性确定校准线圈位置和Q值;在没有任何辅助信息情况下,也可直接利用实测数据计算校正因子进行迭代求解.测试结果表明该方法快速、准确、有效.考虑到系统相位和增益调整直接影响观测数据,本文提出了航空电磁数据校准误差的改正算法.实测数据误差改正结果表明,导电大地对高频信号影响严重,校准误差改正后的航空电磁数据与实际地质资料更好吻合. 展开更多

关键词 航空电磁 频率域 系统校准 导电大地 误差改正

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时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究 被引量：12

7

作者 齐彦福 李貅 +5 位作者 殷长春 戚志鹏 周建美 孙乃泉 刘云鹤 张博 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2434-2448,共15页

各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条... 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 各向异性 自适应有限元 三维正演 异常识别

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基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究 被引量：7

8

作者 苏扬 殷长春 +2 位作者 刘云鹤 张博 任秀艳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期743-751,共9页

由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改... 由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 广义模型约束 Lp范数反演 聚焦反演 小波变换 稀疏约束反演

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时间域航空电磁法激电信息提取研究 被引量：6

9

作者 缪佳佳 齐彦福 +4 位作者 张文伟 孙军盈 高杉 刘云鹤 张博 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2020年第2期767-774,共8页

时间域航空电磁晚期道数据中常出现符号反转现象,该现象被证明是由激电效应引起.鉴于利用传统实电阻率模型的成像和反演技术处理该类数据无法得到正确的反演结果,本文提出基于Occam理论的反演方法,对层状模型电阻率和充电率参数进行同... 时间域航空电磁晚期道数据中常出现符号反转现象,该现象被证明是由激电效应引起.鉴于利用传统实电阻率模型的成像和反演技术处理该类数据无法得到正确的反演结果,本文提出基于Occam理论的反演方法,对层状模型电阻率和充电率参数进行同时反演.本文首先通过正演模拟极化介质中电流密度的分布情况,对时间域航空电磁信号出现多次符号反转现象做出合理解释;然后通过链式法则和波形褶积技术计算Cole-Cole模型参数灵敏度,进而探讨不同Cole-Cole模型参数灵敏度差异及其对反演结果的影响.为了提高多参数反演的稳定性和准确性,在反演过程中对参数采取上下限约束,最后对Bz、dBz/dt响应单独反演结果和联合反演结果进行对比和分析,发现联合反演可以有效地降低反演结果的多解性. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 激电效应 COLE-COLE模型 多次符号反转现象 正反演 灵敏度分析

原文传递

时间域航空电磁激发极化参数三维反演研究 被引量：3

10

作者 满开峰 殷长春 +2 位作者 刘云鹤 孙思源 熊彬 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1269-1280,共12页

时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关,并且各参数之间灵敏度差异较大,导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结... 时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关,并且各参数之间灵敏度差异较大,导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数,进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率,由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演,我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束,进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性,我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明,基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型,而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后,我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演,结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 激发极化效应 3D反演 深度学习 Pearson相关约束

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基于MPI+OpenMP的时间域航空电磁快速正演算法 被引量：2

11

作者 任运通 李貅 +1 位作者 齐彦福 曹华科 《物探与化探》 CAS 北大核心 2020年第2期290-299,共10页

时间域有限元算法已被广泛应用于航空电磁三维正演模拟当中,然而由于航空电磁测区面积大,且采样密集,造成正演计算量巨大,传统的串行算法已经无法满足计算效率要求,为此,开展了并行加速算法研究以解决计算效率不足的问题。基于航空电磁... 时间域有限元算法已被广泛应用于航空电磁三维正演模拟当中,然而由于航空电磁测区面积大,且采样密集,造成正演计算量巨大,传统的串行算法已经无法满足计算效率要求,为此,开展了并行加速算法研究以解决计算效率不足的问题。基于航空电磁系统的影响范围有限,采用局部网格技术将计算任务划分成多个子网格,即每个发射源一套网格,各网格的正演计算相互独立,不存在数据依赖性,具有很好的可并行性;利用MPI技术对多个子网格正演任务进行分配,在各个进程上进行并行计算;针对每个正演子网格,在进行时间域有限元算法正演模拟过程中,采用OpenMP技术对单元矩阵进行并行计算。典型地电模型的数值模拟结果表明本文开发的MPI+OpenMP并行正演算法可以有效提高正演速度,最高加速比可达10倍。 展开更多

关键词 时间域航空电磁 MPI OPENMP 有限元

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频率域航空电磁异常特征分类方法与应用

12

作者 王卫平 吴成平 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2010年第3期962-967,共6页

本文从频率域航空电磁法的基本原理出发,分析了频率域航空电磁响应与频率、电导率和磁导率的关系.在综合分析各种地质体频率特性的基础上,将频率域航空电磁响应划分为5类异常特征,并探讨了各类航空电磁异常特征与矿产的关系.本次研究的... 本文从频率域航空电磁法的基本原理出发,分析了频率域航空电磁响应与频率、电导率和磁导率的关系.在综合分析各种地质体频率特性的基础上,将频率域航空电磁响应划分为5类异常特征,并探讨了各类航空电磁异常特征与矿产的关系.本次研究的航空电磁异常特征分类法,对于识别干扰异常,提取对找矿有意义的电磁异常具有明显效果. 展开更多

关键词 频率特性 航空电磁异常 特征分类 异常识别

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任意各向异性介质三维有限元航空电磁响应模拟

13

作者 曾昭发 霍祉君 +3 位作者 李文奔 李静 赵雪宇 何荣钦 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期433-444,共12页

在航空电磁探测方法应用中,地下探测环境复杂,地下介质物性参数存在各向异性特征。如果采用常规各向同性介质模型,在资料解释过程中会产生严重的偏差。本文基于矢量有限元法开展三维任意各向异性频率域航空电磁响应模拟计算研究。首先,... 在航空电磁探测方法应用中,地下探测环境复杂,地下介质物性参数存在各向异性特征。如果采用常规各向同性介质模型,在资料解释过程中会产生严重的偏差。本文基于矢量有限元法开展三维任意各向异性频率域航空电磁响应模拟计算研究。首先,将总场分解成一次场和二次场,对空气介质的均匀全空间进行一次场解析计算,同时利用矢量有限元法对二次电场的双旋度方程进行求解。为提高求解速度,采用共享内存直接求解器PARDISO对大规模稀疏矩阵并行计算,大大提高了三维模型的计算速度。之后开展了4种典型目标模型的三维各向异性介质模拟:围岩各向同性-目标体各向异性(绕z轴旋转)模型;围岩各向同性-目标体各向异性(绕x轴旋转)模型;围岩各向异性-目标体各向异性(绕z轴旋转)模型;围岩各向异性-目标体各向异性(绕x轴旋转)模型。对比分析了不同模型在不同旋转角度情况下,磁场实虚分量的变化特征,进而总结了各向异性参数对航空电磁响应的影响规律和识别方法。 展开更多

关键词 频率域航空电磁法 矢量有限元法 任意各向异性

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航空瞬变电磁数据背景场去除研究 被引量：2

14

作者 黄威 贲放 +3 位作者 李军峰 殷长春 胥值礼 刘俊杰 《物探与化探》 CAS 北大核心 2020年第3期672-676,共5页

与地面瞬变电磁法相比,航空瞬变电磁法受不同的噪声类型影响较大,如天电噪声、运动噪声等,并且背景场对数据的影响也是不可忽略的。由于背景场中含有一次场信息,使得背景场幅值远大于含有地质信息的二次场信号。为较清晰地获得地下电性... 与地面瞬变电磁法相比,航空瞬变电磁法受不同的噪声类型影响较大,如天电噪声、运动噪声等,并且背景场对数据的影响也是不可忽略的。由于背景场中含有一次场信息,使得背景场幅值远大于含有地质信息的二次场信号。为较清晰地获得地下电性结构,需找到可以高效去除背景场的方法。本文提出利用线性插值方法来对背景场问题进行研究。首先,获得前、后高空飞行的测线数据,经过叠加、平均计算得到叠加周期内相同采样时间道的响应值,然后,利用插值原理针对每个采样时间道建立一个插值函数,最后,根据飞行时间来计算工区每条测线上采集数据的背景场值,从而达到去除背景场的目的。实测数据背景场去除的算例表明,该方法可较好地去除背景场对二次场异常的掩盖,去除后可较清晰地判断异常出现的位置。时间域航空电磁数据预处理包含较多处理模块,该方法的提出为高效的数据处理奠定了基础。 展开更多

关键词 航空瞬变电磁法 数据预处理 背景场去除 线性插值法

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