1.一種電性源瞬變電磁電場(chǎng)響應(yīng)成像方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
步驟A電性源瞬變電磁響應(yīng)虛擬子波解析解的推導(dǎo);
步驟A具體包括:
步驟A1將場(chǎng)值進(jìn)行拉普拉斯變換;
步驟A2進(jìn)行非線(xiàn)性變換s=p2,得到波動(dòng)場(chǎng)與擴(kuò)散場(chǎng)之間的等價(jià)表達(dá)式;
步驟A3反拉普拉斯變換;
步驟B電性源瞬變電磁響應(yīng)虛擬波場(chǎng)數(shù)值求解;
首先對(duì)公式一所示的積分方程進(jìn)行離散;
其中t為時(shí)間,(x,y,z)為空間坐標(biāo),q被稱(chēng)為虛擬時(shí)間,其量綱為s1/2;
得到線(xiàn)性方程組:d=Gm, 公式二
采用正則化的方法求解公式二的線(xiàn)性方程組,引入的模型向量的二范數(shù)作為正則化項(xiàng),并采用L曲線(xiàn)法求取最佳正則化因子;
步驟C基于虛擬子波峰值速度的電性源瞬變電磁數(shù)據(jù)成像;
在步驟A和步驟B的基礎(chǔ)上,對(duì)電性源瞬變電磁場(chǎng)電場(chǎng)響應(yīng)進(jìn)行成像,分析虛擬子波峰值隨虛擬時(shí)間的傳播速度,估算地下介質(zhì)的電阻率,將基于所提取的虛擬子波的峰值虛擬時(shí)刻的傳播速度進(jìn)行成像。
2.如權(quán)利要求1所述的電性源瞬變電磁電場(chǎng)響應(yīng)成像方法,其特征在于,所述步驟A的推導(dǎo)過(guò)程具體為:
在均勻半空間下,單位偶極源激發(fā)所產(chǎn)生的軸向電場(chǎng)響應(yīng)為:
其中,c2=ρ/μ,μ=4π10-7H/m,erf為誤差函數(shù)。令
則公式三可以表示為:
對(duì)F1(t)關(guān)于時(shí)間t進(jìn)行拉普拉斯變換,得到
與F1(t)所對(duì)應(yīng)的虛擬波場(chǎng)的拉普拉斯變換為:
根據(jù)拉普拉斯變換恒等式
其中H表示Heaviside函數(shù),令a=r/c,對(duì)公式九進(jìn)行拉普拉斯反變換,得到
對(duì)公式六中的F2(t)進(jìn)行拉普拉斯變換,我們得到
與F2(t)所對(duì)應(yīng)的虛擬波場(chǎng)的拉普拉斯變換為:
對(duì)式公式十三進(jìn)行拉普拉斯反變換,可以得到:
將公式十一和公式十二進(jìn)行結(jié)合,得到與公式三所表示的均勻半空間下軸向電場(chǎng)解析式所對(duì)應(yīng)的虛擬波場(chǎng)的解析表達(dá)式:
化簡(jiǎn),得到:
3.如權(quán)利要求1所述的電性源瞬變電磁電場(chǎng)響應(yīng)成像方法,其特征在于,所述步驟B中對(duì)公式一所示的積分方程進(jìn)行離散具體為:
積分區(qū)間表達(dá)為[a,b],采用中點(diǎn)公式,將其離散為n個(gè)積分子區(qū)間,每個(gè)子區(qū)間的中點(diǎn)為q1,q2,...,qn,則
其中,
假設(shè)
公式一可以離散為:
其中,
Gi,j=G(ti,qj)Δq 公式二十一
mj=m(qj) 公式二十二
則我們可以得到線(xiàn)性方程組:
d=Gm 公式二。
4.如權(quán)利要求1所述的電性源瞬變電磁電場(chǎng)響應(yīng)成像方法,其特征在于,所述步驟B中,采用奇異值分解法、Tikhonov零階正則化、一階正則化、截?cái)郤VD或阻尼SVD進(jìn)行正則化的求解。
5.如權(quán)利要求1所述的電性源瞬變電磁電場(chǎng)響應(yīng)成像方法,其特征在于,所述步驟C中,電阻率和傳播速度的獲取方法具體為:
首先考慮均勻半空間情形,分別計(jì)算電阻率為200Ω·m,500Ω·m的均勻半空間下,單位偶極源激發(fā)所產(chǎn)生的下降沿階躍響應(yīng)經(jīng)波場(chǎng)變換得到的虛擬子波;
根據(jù)虛擬子波所滿(mǎn)足的波動(dòng)方程,可知虛擬子波的傳播速度為虛擬子波的峰值時(shí)刻等于;
通過(guò)計(jì)算峰值時(shí)刻隨偏移距的變換關(guān)系,得到虛擬子波的傳播速度,進(jìn)而得到地下介質(zhì)的電阻率,通過(guò)計(jì)算虛擬子波的峰值時(shí)刻對(duì)時(shí)間的偏導(dǎo)數(shù),得到虛擬子波峰值時(shí)刻的傳播速度。