[发明专利]一种基于远程控制的四维直流电法监测系统及反演方法

摘要

本发明公开了一种基于远程控制的四维直流电法监测系统及反演，利用数据采集指令发送、数据反演解译处理和可视化成像反馈等监测过程均在远程控制端执行，实现数据的快速反演解译、同时利用远程专家会诊的优势对监测对象的发展演化特征做出更为准确的判断。利用四维反演算法构建时间+空间的四维模型、求解四维大型线性方程组和可视化成像，能够最大程度真实地反映所监测区域电性异常体随时间连续变化的特征和规律。

主权项

1.基于远程控制的四维直流电法监测系统的反演方法，所述基于远程控制的四维直流电法监测系统,包括恒压供电电源、多通道并行采集主机、电极扩展箱、电极系、GPRS无线传输系统和远程控制端，其中：所述恒压供电电源包括主供电和辅助供电模块，通过切换主供电和辅助供电模块，保证恒压供电电源为多通道并行采集主机无间断提供稳定电压；所述多通道并行采集主机，与电极系连接，同时与所述电极扩展箱相连，根据现场监测的需求通过电极扩展箱进一步增加或扩展电极系，所述电极系包括供电电极和观测电极阵列，在空间形式上任意布置成预定的观测方式；所述多通道并行采集主机依照接收的采集指令，对监测区域执行四维电阻率数据采集，并接收电极系采集的数据中包含三维空间坐标参量和对应的时间参量，通过GPRS无线传输系统传输至远程控制端；所述远程控制端通过GPRS无线传输系统向所述多通道并行采集主机发送采集指令，接收反馈的四维电阻率数据，提取电阻率的四维特征，利用四维反演对整个监测过程中地下介质电阻率时空演化特征进行动态成像,其特征是：包括以下步骤：进行初始化设置，确定电极的数量、供电电压、监测方式和采集方式；依据设置的参数选择供电电极与测量电极，通过供电电极向岩土注入一定时长和一定值的激励电压，并通过测量电极进行采集；根据采集的数据，将得到的电位差/视电阻率数据构建为具有顺序时间序列的多组完整数据集合，并进行重组，计算采集完整数据集的用时和四维反演计算所需的时间；对每个重组后的数据集进行独立反演，并将相邻重组数据集独立反演的结果作商，从反演比率模型中识别和提取出地下介质电阻率发生变化的空间网格区域，同时计算每个空间网格电阻率变化的幅值；构造动态调整的数据权重矩阵和时间光滑矩阵的四维电阻率反演的目标函数，得到动态成像结果。