[发明专利]一种三维时间域航空电磁快速反演方法

权利要求书

1.一种三维时间域航空电磁快速反演方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，构造一种能够利用少量小波系数准确捕捉时间域航空电磁数据变化特征的第二代小波，对时间域航空电磁数据进行多尺度分解，将观测数据分解成多个包含不同尺度信息的数据子集；

所述的构造一种能够利用少量小波系数准确捕捉时间域航空电磁数据变化特征的第二代小波的方法为：根据观测数据随空间水平位置和时间的三维变化特征，设置最佳消失矩阶数，基于提升原理，通过求解线性方程组获得提升参数，在现有插值小波基础上构建具有高阶消失矩的第二代小波；

步骤二，设定采样尺度，通过自适应搜索最优化小波阈值，提取当前尺度上的时间域航空电磁特征数据参与反演；

步骤三，利用第二代小波对当前反演网格模型灵敏度进行多尺度小波分解，利用小波系数识别电性突变的异常目标区域，通过设置小波阈值，对当前尺度反演网格进行局部调整，将精细网格聚焦于电性异常区域，自适应优化当前尺度反演网格；

步骤四：在当前尺度上，利用提取的特征数据和当前反演网格构建反演目标函数和反演方程，利用高斯牛顿法更新三维反演模型；具体为：

解耦正演和反演网格，利用局部网格技术建立多个小规模正演网格，降低正演问题的求解维数；

采用非结构时间域有限元算法计算正演响应，同时采用伴随正演算法显式计算灵敏度矩阵，通过结合并行技术加快正演和灵敏度矩阵计算速度；

步骤五：逐步降低数据和模型尺度，并重复步骤二至步骤四，分步提取不同尺度上的特征数据参与反演，同时变尺度更新反演网格，最终实现时间域航空电磁数据快速精细化反演；所述的变尺度更新反演网格的方法为：

在反演初始阶段模型约束较强的情况下，首先在大尺度上抽取少量特征数据，在粗糙的反演网格上快速获得地下电性结构的基本轮廓；

当反演收敛时，减弱模型约束强度，同时降低数据采样尺度，在小尺度上补充提取包含细节信息的特征数据；

与此同时，降低反演网格尺度，根据小波阈值局部细化反演网格，提高对小尺度精细地电结构的分辨能力；通过同步降低数据和模型尺度，逐步获得地下精细结构。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中所述的自适应搜索最优化小波阈值的方法为：在初始小波阈值基础上，根据重构数据与原始数据之间的差异自动调整阈值大小，从而获得满足数据重构精度的最优化小波阈值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五中所述的逐步降低数据和模型尺度的时机是在当前模型约束强度下，利用当前尺度抽样数据和反演网格反演收敛时，降低数据和模型尺度，同时减弱模型约束强度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五中所述的分步提取不同尺度上的特征数据参与反演时，首先在大尺度上抽取少量特征数据快速获得地下大尺度构造，随着数据采样尺度的降低，在小尺度上补充提取包含细节信息的特征数据，获得地下精细结构。