[发明专利]一种雷达与瞬变电磁高分辨不确定性联合反演方法

说明书

本发明涉及地球物理信号处理与分析技术研究领域，特别是一种雷达与瞬变电磁高分辨不确定性联合反演方法，包括：获取相同测点或测线的探地雷达测深数据与瞬变电磁探测数据；提取探地雷达测深数据中的雷达层界面位置信息；根据雷达层界面位置信息设置瞬变电磁探测数据进行瞬变电磁不确定性反演中的先验信息及初始模型维数；执行含自适应建议分布搜索算法的瞬变电磁不确定性反演，得到电阻率与深度的后验概率密度函数估计结果，其中瞬变电磁不确定性反演在满足先验信息条件下，按照初始模型维数执行反演过程。能够有效提高瞬变电磁反演在浅层探测的分辨率，并减小瞬变电磁反演的多解性。

技术领域

本发明涉及地球物理信号处理与分析技术研究领域，特别是一种雷达与瞬变电磁高分辨不确定性联合反演方法。

背景技术

瞬变电磁法可以高效、灵敏地实现城市地下空间探测，瞬变电磁数据的反演能够得到地下空间电阻率分布信息，该信息是工程师们进行城市建设规划、地下灾害预警的重要评估参数，对地下空间的信息掌握的不充分，就容易在开发过程中引发地下涌水、道路塌陷等灾难性事故。常规确定性反演方法通常只能够给出单个最优解，并不能获得当前反演模型参数的不确定度信息，这种缺陷会造成较大的安全威胁。常规不确定性反演方法能够有效给出数据模型的置信区间，并量化反演结果的不确定度，但由于只含有单地球物理方法探测数据，其反演结果电阻率分布空间广、地下层界面位置模糊，反演分辨率差。探地雷达技术的高效、高分辨探测的特性使得其在城市超浅层结构探测中也应用广泛。然而，由于原理上的局限性，其在城市地下空间的探测深度往往难以突破5m，使得其对城市地下空间建设的指导作用有限。瞬变电磁存在浅层探测盲区但探测深度大，探地雷达探测深度有限但探测分辨率高，这两种技术具有互补的优势，但目前在城市地下空间的探测中却往往相对独立。因此，需要研究如何实现探地雷达与瞬变电磁资料的联合高分辨率解释，这对促进探地雷达与瞬变电磁在城市地下空间及隧道工程精细勘探的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种雷达与瞬变电磁高分辨不确定性联合反演方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种雷达与瞬变电磁高分辨不确定性联合反演方法，该方法包括：

获取相同测点或测线的探地雷达测深数据与瞬变电磁探测数据；

提取探地雷达测深数据中的雷达层界面位置信息；

根据雷达层界面位置信息设置瞬变电磁探测数据进行瞬变电磁不确定性反演中的先验信息及初始模型维数；

执行含自适应建议分布搜索算法的瞬变电磁不确定性反演，得到电阻率与深度的后验概率密度函数估计结果，其中瞬变电磁不确定性反演在满足先验信息条件下，按照初始模型维数执行反演过程。

进一步地，提取探地雷达测深数据中的雷达层界面位置信息包括：

去掉雷达直达波；

提取探地雷达测深数据中具有反射波响应处对应的层界面深度，记录该层界面深度为h₁,h₂…h_n，n为层界面数量。

进一步地，所述设置瞬变电磁探测数据进行瞬变电磁不确定性反演中的先验信息包括将雷达层界面位置设置为反演中的固有层界面。

进一步地，所述初始模型维数为雷达层界面位置信息中层界面数量加1。

进一步地，执行含自适应建议分布搜索算法的瞬变电磁不确定性反演包括：

根据先验信息及初始模型维数设置不确定性反演模型中整体反演参数；

自适应更新模型建议分布步长；

根据模型建议分布步长产生候选模型；

计算候选模型接受概率；