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大地电磁测深数据和重力数据三维联合反演汇报人：日期:•引言•大地电磁测深和重力数据采集与处理目录•三维联合反演的理论和方法•实验和结果分析•结论和展望•参考文献01引言大地电磁测深和重力数据在地球科学领域的应用大地电磁测深和重力数据是地球科学领域重要的数据来源，对于研究地球内部结构、地壳厚度、地幔流动、地核状态等具有重要意义。
三维联合反演的必要性传统的二维反演方法在处理复杂地球内部结构和多参数反演时存在一定的局限性，因此需要采用三维联合反演方法以提高反演精度和可靠性。
国内外研究现状目前，国内外学者在大地电磁测深和重力数据联合反演方面已经取得了一定的研究成果，但仍存在一些问题和挑战，如多参数反演的复杂性、数据分辨率和信噪比等问题。
研究背景和意义•国内外研究现状：目前，国内外学者在大地电磁测深和重力数据联合反演方面已经取得了一定的研究成果，如基于波动方程和射线理论的反演方法、全波形反演方法等。
同时，随着计算机技术和数值计算方法的发展，越来越多的学者开始关注三维联合反演方法的研究和应用。
发展趋势：未来，大地电磁测深和重力数据联合反演将朝着以下几个方向发展 1. 高分辨率和高质量的数据采集技术；2. 更加精确和可靠的反演算法和技术；3. 多参数、多尺度和多角度的综合反演方法；4. 人工智能和机器学习等新技术的应用。
1 2 3研究内容：本研究旨在利用大地电磁测深和重力数据，开展三维联合反演方法的研究和应用。
具体研究内容包括1. 大地电磁测深和重力数据的预处理和分析；2. 三维联合反演算法的建立和优化；0102034. 实例应用和效果评估。
创新点：本研究具有以下创新点3. 反演结果的分析和解释；011. 提出了一种基于波动方程和射线理论的联合反演方法，提高了反演精度和可靠性；022. 开发了一套完整的三维联合反演软件系统，实现了自动化和批量化处理；033. 对多种地球内部结构和参数进行了反演实验和分析，验证了方法的可行性和有效性；044. 将研究成果应用于实际地球探测任务中，取得了良好的应用效果。
三维大地电磁正演及反演方法研究现状摘要：近年来，随着计算机技术和三维电磁模拟技术的发展。
基于积分方程法(IEM)、有限差分法(FDM)和有限单元法(FEM)的三大方法的三维大地电磁正演模拟技术得到了极大的发展。
基于最优化理论的三维大地电磁反演研究也得到了快速发展。
关键词：电磁正演模拟；数值模拟技术；大地电磁反演1 三维大地电磁正演方法研究现状积分方程法(IEM)、有限差分法(FDM)和有限单元法(FEM)是数值模拟技术中的三大方法。
近年来，基于上述方法的三维大地电磁正演模拟技术得到了极大的发展。
在积分方程法中，麦克斯韦方程组被转换为 Fredholm 积分方程，并以此实现对电磁场散射方程的离散，从而得到与待求电场有关的复线性方程组。
该线性方程组的系数矩阵为致密的复数矩阵。
在简单模型的模拟计算中，该方法仅对异常区进行离散，由此得到规模较小的致密系数矩阵，这有利于线性方程组的快速求解。
基于积分方程法在内存消耗、计算速度等方面的优势，该方法在电磁模拟的研究中受到了研究人员的重视。
然而必须指出的是，在复杂地球物理模型中，必须考虑全区域离散化，此时基于积分方程法得到的系数矩阵表现为大规模的致密矩阵，不利于方程组求解。
因此，考虑到对复杂模型模拟计算的适应性问题，认为基于积分方程法的三维 MT 正演技术在反演中的应用具有一定的局限性。
有限差分法发展最为成熟数值计算方法之一，该方法基于差分原理，以节点的差商近似为相应的偏导数，从而得到节点上关于物理场的相关线性方程组。
在电磁场模拟计算中，该线性方程组的系数矩阵为大型稀疏复数矩阵，基于合适的存储和求解方案，可以较快速的对其进行求解。
早在上世纪 60 年代，有限差分法就被用于地球物理场的模拟计算。
进入上世纪90 年代以后，随着交错网格有限差分理论的提出，该方法在地球电磁场模拟研究领域中得到了更为广泛的关注和重视。
交错网格有限差分法在处理内部电磁差异引起的电场与磁场不连续现象等方面具有相当优势，且易于适合编程实现，因而在三维大地电磁场的正演模拟中得到了广泛应用。
大地电磁测深一维正反演摘 要 本文推导了大地电磁测深的理论计算表达式，并以水平层状介质为例，利用推导的正演计算式在MATLAB 软件平台上进行正演，比较了不同层介质参数的视电阻率曲线。
简要介绍了阻尼最小二乘法反演的基本原理和反演迭代步骤，并对多种层介质进行了反演。
关键词 大地电磁，一维正反演，阻尼最小二乘法1 引 言20世纪50年代初，苏联学者吉洪诺夫和法国学者卡尼亚的经典著作奠定了大地电磁测深法（MT ）的基础。
它是利用大地仲频率范围很宽（4410~10-Hz ）广泛分布的天然变化的电磁场，进行深部地质构造研究的一种频率域电磁测深法。
由于该法不需要人工建立场源，装备轻便、成本低，且具有比人工源频率测深法更大的勘探深度，所以除主要用于研究地壳和上地幔地质构造外，也常被用来进行油气勘查、地热勘探以及地震预报等研究工作。
几十年来，由于大地电磁测深法具有以下几个优点：不受高阻屏蔽，对低阻分辨率高；不用人工供电，勘探成本低且工作方便；勘探深度范围大。
使大地电磁法在矿产勘探及普查、地壳岩石圈电性结构研究、海洋地球物理勘探、地热勘探、能源勘探、隐伏岩溶水结构、天然地震预测等都扮演着至关重要的角色。
大地电磁也存在一些缺点，比如在实际应用的过程中整理后的数据存在分散的情况；频率范围不够宽，特别是缺少高频成分，受噪音影响大信噪比低；所需观察时间长，致使野外工作效率低。
随着基础理论、技术手段、仪器设备的不断完善和发展，进一步改进和解决这些问题，才能将大地电磁法更好的应用于生产服务当中。
2 视电阻率及水平地层大地电磁测深曲线的理论计算方法 2.1大地电磁测深理论的几点假设和论证吉洪诺夫和卡尼亚提出了假设并论证了以下几点：①将场源近似地看为平面电磁波垂直入射大地。
②引入波阻抗的概念（Z=E/H ），表征地球电性分布对大地电磁场的响应。
③利用单点大地电磁场观测研究地球电性分布是可能的。
2.2视电阻率及水平地层上的理论计算表达式视电阻率概念是从均匀介质中电阻率和波阻抗关系引申出来的。
大地电磁测深快速反演研究
[摘要]大地电磁测深一维反演方法众多，大多需要初始模型，本文利用电阻率串联思想介绍一种不依赖初始模型且快速，稳定的反演方法，并给出一种综合地电模型的反演结果，表明该方法是一种快速有效的反演方法。
[关键词]mt；快速反演；联等效电阻率法
中图分类号:p631 文献标识码:a 文章编
号:1009-914x(2013)07-0247-02
引言
大地电磁测深（mt）是一种研究地壳和上地幔构造的地球物理探测方法。
它以天然交变的电磁场作为场源，当交变电磁场以波的形式在地下介质中传播时，由于电磁感应作用，在地面上观测到的电磁场值将包含有地下介质电阻率分布的信息。
而且，由于电磁场的趋肤效应，不同周期的电磁场信号具有不同的穿透深度，因此，通过研究大地对天然电磁场的频率响应，可获得地下不同深度介质电阻率分布的信息。
目前大地电磁测深的反演有很多种方法[1-5]，如梯度法，马奎特法和occam法等，它们都依赖于初始模型，如果初始模型取不好，反演还会出现不稳定现象，陈清礼提出的并联等效电阻率法[6]在不需要初始模型下能较好模拟地下电性分层，本文便提出类似于串联电阻思想来进行快速反演，并验证其可行性。
2 模型试验
3 结论与认识
对于一维大地电磁测深反演，运用电阻率串联原理在不需要初
始模型的情况下能较好地模拟地下电性分层，速度多快，方法简单，也可以为其他高精度反演方法提供初始模型。
通过综合模型发现电阻率串联与并联原理都能较好模拟地下情况，至于其中的机理有待进一步研究。
参考文献
[1] 陈乐寿,刘任,王天生.大地电磁测深资料处理与解释[m],
石油工业出版社，1989.
[2] constable s c,parker r l and constable c g.occam’s inversion:a practical algorithm for generating smooth models from em sounding data [j].geophysics,1987,52(1):289～300.
[3] smith j t,booker j r.magnetotelluric inversion for minimum structure [j]. geophysics,1988, 53(12):1565～1576.
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[5] kenneth p w,douglas w.inversion of magnetotelluric data for a one-dimensional conductivity[j].ingeophysical monography series: no.5.
[6] 陈清礼,杨中海,胡文宝.有效的一维mt直接反演新方法[j]. 石油地球物理勘探, 2003,38(3):324~327.
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[8] 陈永乐,王光谔.大地电磁测深法[m].北京:地质出版
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[9] 孙正江,王华俊.地电概论[m].北京:地震出版社,1984.
[10] 陈乐寿等.大地电磁测深资料处理与解释[m].北京：石油工业出版社, 1989.
作者简介
张虎，长江大学地球探测与信息技术专业硕士研究生，研究方向为电磁法勘探。
