[发明专利]基于消除策略的可控源电磁仿真波数序列优化方法

说明书

本发明提供一种基于消除策略的可控源电磁仿真波数序列优化方法，包括：初始化输入变量；基于最小二乘拟合方法调整波数序列节点的位置；利用优化波数算法一，消除最小间距位置的冗余波数；利用优化波数算法二，消除非最小间距位置的冗余波数；判断优化波数序列是否与初始波数序列相同；输出最终优化波数序列。所获得的优化波数序列能够较于传统的对数等间隔获取的波数序列具有更加合理的位置分布，在获得相同的计算精度的前提下所包含的节点处更少由此可提高了仿真计算的速度和运算效率。较于现有的优化波数算法，本发明提出的算法具有计算速度快、效率高，且适应复杂电阻率各向异性模型模拟的特点。

技术领域

本发明涉及海洋地球物理数值模拟技术领域，具体涉及一种基于消除策略的可控源电磁仿真波数序列优化方法。

背景技术

可控源电磁法(CSEM)是一种广泛应用于资源勘探的地球物理方法。在进行可控源电磁数据处理、反演和解释需进行大量的模型仿真运算，其实现过程涉及求解域的转换，如波数-空间域转换等。针对复杂各向异性的层状介质仿真和2.5维数值模拟问题，需通过计算波数序列对应的响应后，再利用数字滤波算法实现波数-空间域转换。由此，波数序列中波数的个数和分布是影响计算精度和算法速度的重要因素。为了保证仿真结果的计算精度，传统的波数序列是通过在一定的数值范围内进行较密集的对数等间隔取样的方式得到，然而，如此选择的波数序列存在较多的冗余节点，由此降低了仿真的计算效率。因此，在保证在合理的计算精度下获得节点数尽可能少且分布合理的波数序列，可较大程度地提高仿真模拟的计算速度，提高计算效率。

地球物理文献中关于优化波数序列选择的研究不多，徐世浙(1988)在求解直流点源二维电场问题中利用最优化方法计算离散波数，该方法将电极距序列的每个电极距都参与计算，最终使反付氏变换的计算结果达到最优。柳建新(2005)对徐世浙提出的算法进行改进，利用计算等比离散波数的方法给定波数的初值,并用解析方法计算付氏电位对波数的偏导数。以上方法获得的仅为直流电法中最优波数序列，其无法达到海洋可控源电磁正演的计算精度要求。沈金松(2008)在二维介质中频率域电磁响应的数值模拟，分析了波数的优化取值范围及取值点数对二维频率域数值模拟结果的影响，认为波数序列范围的选择与取值对数值模拟结果有较大影响，然而没有提出具体的最优波数选择方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于消除策略的可控源电磁仿真波数序列优化方法，该方法可提高可控源电磁仿真的计算效率。

为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种基于消除策略的可控源电磁仿真波数序列优化方法，其特征在于，主要包括：

S1、初始化输入变量，包括初始波数序列和误差精度；

S2、基于最小二乘拟合方法调整波数序列节点的位置，并输出初步解；

S3、利用优化波数算法一，消除最小间距位置的冗余波数；

S4、利用优化波数算法二，消除非最小间距位置的冗余波数，并输出优化波数序列；

S5、判断优化波数序列是否与初始波数序列相同，若不相同则转向S6，若相同，则将波数节点数量加1，并转向S2；

S6、输出最终优化波数序列；