[发明专利]基于时间域瞬变电磁概率反演的不良地质体定位方法

说明书

本发明公开了基于时间域瞬变电磁概率反演的不良地质体定位方法，包括：在地下勘查区域内，将地下勘查区域离散化为N个规则的网格节点，求得采集电场E或磁场H的异常变量；对异常变量建立概率密度函数；将磁场值作为求取概率的参数，并采用匹配滤波和失配函数进行概率反演；对任一节点分别施压感应电流I和感应电流‑I，分别求得对应的观测磁场值，并分别求得与标准量的拟合差和；求得拟合差和相似度，并获得异常体正演模型；利用时间域瞬变电磁概率进行反演，求得不良地质体的位置所在。通过上述方案，本发明具有逻辑简单、准确可靠等优点，在电磁场数据处理成像技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及电磁场数据处理成像技术领域，尤其是基于时间域瞬变电磁概率反演的不良地质体定位方法。

背景技术

目前，现有技术中大多采用传统瞬变电磁法对空间不良地质体进行探测，传统瞬变电磁法是利用异常体与围岩的物性差异。这种方法是采取接地线源或者不接地回线朝着掌子面的前方进行脉冲磁场的一次发射，在首次脉冲磁场进入间歇阶段，通过线圈或者接地电极进行二次涡流场采集。这种方法的基础原理为电磁感应定律。通常情况下二次场衰减过程主要划分为早期、中期以及晚期。电磁场在早期如同频率域当中的一些高频成分，一方面衰减快，另一方面具有较小的趋肤深度；晚期看作频率域当中的低频成分，一方面衰减慢，另一方面具有较大的趋肤深度。此方法严格测量断电之后的每一时间段伴随时间出现变化的二次场规律来获得深度不一的地电特征。

现有技术中的瞬变电磁法主要存在以下缺点：

第一，当异常体与围岩的物性差异不大时，很难确定有异常体的存在；

第二，传统的方法即使找到异常体，也很难准确定位异常体的具体位置，给工程建设带来不便和风险。

因此，急需要提出一种逻辑简单、准确可靠的基于时间域瞬变电磁概率反演的不良地质体定位方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供基于时间域瞬变电磁概率反演的不良地质体定位方法，本发明采用的技术方案如下：

基于时间域瞬变电磁概率反演的不良地质体定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

在地下勘查区域内，将地下勘查区域离散化为N个规则的网格节点，求得采集电场E或磁场H的异常变量；

对异常变量建立概率密度函数，其表达式为：

μ(A)＝∫_Aμ(x)dx

其中，x表示非信息状态或参考非信息状态，μ(x)表示概率密度函数，μ(A)表示概率；

将磁场值作为求取概率的参数，并采用匹配滤波和失配函数进行概率反演；

对任一节点分别施压感应电流I和感应电流-I，分别求得对应的观测磁场值，并分别求得与标准量的拟合差β₁和β₂；

求得拟合差β₁和β₂相似度，并获得异常体正演模型；

利用时间域瞬变电磁概率进行反演，求得不良地质体的位置所在。

进一步地，对观测磁场值的水平变化率进行归一化处理，并作为概率反演的参数，其表达式为:

其中，I表示感应电流大小，θ表示磁场方向和观测平面法向的夹角，r表示半径，C表示采集装置与磁导率有关的常数，t表示衰减时间。

优选地，所述匹配滤波的概率反演包括以下步骤：