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第４５卷 第４期２０２３年７月物探化探计算技术ＣＯＭＰＵＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＶｏｌ．４５ Ｎｏ．４Ｊｕｌ．２０２３收稿日期：２０２２ ０３ ２３基金项目：国家自然科学基金重点项目（４１９３０１１２）第一作者：刘高村（１９９５－），男，硕士，主要从事大地电磁法基础研究，Ｅ ｍａｉｌ：９６２３０１７７２＠ｑｑ．ｃｏｍ。
文章编号：１００１ １７４９（２０２３）０４ ０４８４ １３Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ网络在大地电磁反演成像中的应用刘高村，王绪本，袁崇鑫，李德伟，谢卓良（成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室，成都 ６１００５９）摘 要：传统大地电磁反演通常是基于确定性梯度的迭代求解，不仅需要大量时间计算雅可比矩阵，还依赖于初始模型的输入和正则化因子等参数的设置。
近年来学者们不断引入机器学习方法以试图改善大地电磁反演，该方法不需要计算雅可比矩阵，不用输入初始模型，训练好的网络仅需几毫秒就可实现反演成像。
这里利用Ｇｏｏｇｌｅ团队提出的Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ神经网络经典框架搭建大地电磁数据和模型之间的映射网络，以９２４０组正演数据为样本，对Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ网络参数进行训练。
采用南非开源大地电磁数据，实现了由视电阻率图像到电阻率模型的反演成像。
研究表明：①经训练后的Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ网络可以较准确的反映出异常体位置和大小；②网络实现了简单的矩阵并行化运算，大幅度提高训练的效率，且成像效率高于传统的反演。
关键词：大地电磁测深；有限元正演；Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；多头注意力机制；反演成像中图分类号：Ｐ６３１．２ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ １７４９．２０２３．０４．０９０ 引言大地电磁测深法是一种利用天然电磁场测量，研究地球深部电性结构特征的一种地球物理勘探方法，普遍运用于矿产普查、区域构造研究、深部地球动力学等方面。
第一章绪论大地构造学tectonics：研究地壳、岩石圈甚至整个地球的演化和运动规律的地质学分支学科。
其主要研究问题：地球形成和演化过程；地球内部各圈层的物质组成；地壳和岩石圈的运动样式；推动地壳和岩石圈运动的动力学机制。
主要的大地构造学派：1、槽台学说、多旋迴学说、地洼学说2、大陆漂移学说魏格纳《海陆的起源》The Origin of Continents and Oceans3、海底扩张赫斯（Hess）和迪茨（Dietz）瓦因（Vine）和导师马修斯发现磁异常条带4、板块构造威尔逊提出转换断层摩根、麦肯齐法国的勒皮松等进一步发展5、地质力学6、其他：深大断裂、地球膨胀说、收缩说、波浪镶嵌学说、断块学说等槽台学说--强调地壳物质的垂直运动。
地洼学说--强调地块垂直运动的强弱变化。
地质力学--强调地球自转角速度变化造成的影响。
大陆漂移--强调大陆的水平运动。
海底扩张--强调洋壳的诞生和消亡。
板块构造--强调地幔物质热的对流运动。
其他：地球膨胀说、收缩说、波浪镶嵌学、断块学说。
中国五大构造学派：地质力学——李四光多旋回学说——黄汲清断块学说——张文佑地洼学说——陈国达波浪状镶嵌构造学说——张伯声板块构造学说经历了从大陆漂移假说、海底扩张假说，经过发展、完善，形成系统的板块构造理论，不断补充最新的观测资料，目前得到绝大多数地质学家的接受。
但在解释某些陆内变形时，显得力不从心。
（?）槽台学说、地质力学等其它大地构造理论，从不同的方向入手，经历了多年的发展和应用，可以解释部分地质现象，早期文献应用的是这些大地构造理论，甚至现今仍有人使用其中的某些概念。
大地构造学研究方法：历史分析法、力学分析法、地球物理方法、遥感遥测、高温高压试验、数理统计和数值模拟实验、深海钻探、行星类比地质事件的回剥法（属于历史分析法）：在研究区域构造演化过程中，首先分析晚期的构造变形，在将最新的构造变形恢复之后，再进一步分析早期的构造变形，建立从新到老的构造演化序列。
地球物理学基础复习资料绪论一．地球物理学的概念，研究特点和研究容它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的边缘学科。
地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，部构造，物质组成及其运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。
包扩地震学，地磁学，地电学，重力学，地热学，测量学，构造物理学，地球动力学等。
研究特点：1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。
2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。
3 多解性正演是唯一的，而反演存在多解。
不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。
不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。
不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。
地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。
二．地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。
地震学：波在弹性介质中的传播。
地震体波走时，面波频散，自由振荡的本征谱特征重力学：牛顿万有引力定律。
地球的重力场和重力位地磁学：麦克斯韦电磁理论。
地磁场和地磁势。
古地磁学：铁磁学。
岩石的剩余磁性。
地电学：电磁场理论。
天然电场和电场地热学：热学规律，热传导方程。
地球热场，热源。
第一章太阳系和地球一．地球的转动方式。
1.自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，有微小变化。
2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。
3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。
4.进动地球由于旋转，赤道附近向外凸出，日月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动，方向自东向西。
