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带约束的瞬变电磁自适应一维反演方法左卫华【摘要】为了改善Ooccam反演方法计算量大的问题,提出了一种带约束的瞬变电磁自适应一维反演方法.该算法中拉格朗日因子的选择,除了采用CMD方案外,还考虑了反演矩阵的病态性和反演结果的收敛性;在利用Ooccam反演方法中粗糙度矩阵的同时,对模型修正量采用可行域概念进行了约束,使反演模型不易陷入局部极小,减少了反演模型的多解性,并且整个反演过程对初始模型依赖性不高.最后通过三层H型、K型和四层HK型、KH型模型以及实测资料证明了反演算法的可靠性.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2018(015)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】瞬变电磁法;自适应;一维反演【作者】左卫华【作者单位】中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院,河北涿州072750【正文语种】中文【中图分类】P631.31 引言瞬变电磁法以其勘探深度大、地形影响小、测量简便、工作效率高等优点一直被广泛地应用于金属矿、煤矿、工程地质勘探等领域。
然而由于瞬变电磁理论的复杂性，目前处理反演的技术只停留在一维阶段，对于二维或者三维反演技术，虽然国内外许多地球物理学者投入了大量的精力，但是还未见到有比较成熟的商业化二维或者三维反演软件[1-3]。
考虑到实际生产的需求，研究一种稳定、高效的一维瞬变电磁反演方法就显得特别实用。
针对瞬变电磁的一维反演方法主要有两大类：一类为完全非线性反演，代表性的有遗传算法、模拟退火算法和神经网络算法等[4]，它们均是全局反演算法，求解过程不严格依赖于初始模型。
理论上只要保证有足够长的计算时间，就一定能找到全局的最优解。
但是该类方法最大的缺点是计算量过于庞大，计算效率低。
另一类为非线性问题的线性化反演方法，主要有共轭梯度法、马奎特法、最小二乘法等[5]。
它们是将非线性问题进行线性化处理，进而转化为梯度反演，使求解过程变得简单、高效，但是缺点就是对初始模型要求较高，如果初始模型设定得不合适，反演过程就会陷入局部极小，反演多解性强[6]。
三维大地电磁测深阶段式自适应正则化反演
万晓东;陈晓;程天君;陈辉;余辉;鄢文强;王金凤;朱树元
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2024(21)3
【摘要】如何合理地确定正则化因子是地球物理正则化反演领域的研究热点。
阶段式自适应算法可以充分发挥模型稳定器的作用,提高反演结果的稳定性,但是该算法仅在一维、二维大地电磁测深(Magnetotelluric,MT)反演中得以实现。
目前,三维MT反演正在快速发展,基于此,本文将阶段式自适应正则化算法引入三维MT正则化反演,按照“阶段”而不是“迭代次数”自适应地调整正则化因子的取值,进而观察反演结果的变化。
本文设计单块体和双块体模型试验,并特意设置了较大的迭代次数,进而观察反演结果随反演进程的变化情况。
模型试验表明:阶段式自适应算法是适用于三维MT正则化反演的,该算法在反演的后期可以更好地保持解的稳定,故此,从解的稳定性这个角度去考量正则化因子的选择是一种值得探索的方向。
【总页数】7页(P527-533)
【作者】万晓东;陈晓;程天君;陈辉;余辉;鄢文强;王金凤;朱树元
【作者单位】东华理工大学地球物理与测控技术学院;东华理工大学核资源与环境国家重点实验室;中石化石油工程地球物理公司江汉分公司
【正文语种】中文
【中图分类】P631.3
【相关文献】
1.地震与大地电磁测深数据的自适应正则化同步联合反演
2.利用一维正则化反演进行大地电磁测深数据拟二维反演解释
3.三维大地电磁自适应正则化有限内存拟牛顿反演
4.三维大地电磁自适应L1范数正则化反演
5.大地电磁测深阶段式自适应正则化反演
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在大地电磁二维Occam反演中求取拉格朗日乘子方法改进的
报告，600字
本报告主要讨论的是如何使用拉格朗日乘子方法来改善大地电磁二维Occam反演。
为此，本节将简要介绍拉格朗日乘子法，然后将详细讨论使用其来进行大地电磁二维Occam反演的改
进情况。
拉格朗日乘子法是一种优化方法，它将数学问题强制转换为求解一组多变量函数最优化的问题。
其目的是最小化某个目标函数，使得满足一组不等式约束条件的函数变量值能够抵消该目标函数的最大可能性。
它允许我们在没有直接解决而解决最优化问题的情况下找到最优解，从而获得更好的结果。
显然，拉格朗日乘子法可以帮助我们改善大地电磁二维
Occam反演。
在这种情况下，我们可以采用拉格朗日乘子法
来优化大地电磁二维Occam反演中的模型参数，这样可以减
少模型参数的不确定性，从而改善大地电磁二维Occam反演
的精度。
此外，使用拉格朗日乘子法进行优化可以减少大地电磁二维Occam反演中的计算量。
拉格朗日乘子法可以帮助我们在有
限的时间内求取更精确的解，因此可以减少大地电磁二维Occam反演所需的计算量。
从上述分析可以看出，拉格朗日乘子法在改进大地电磁二维Occam反演中发挥了重要作用。
它不仅能够减少模型参数的
不确定性，还能够减少大地电磁二维Occam反演所需的计算
量。
因此，拉格朗日乘子法对于改进大地电磁二维Occam反演非常有效。
EH-4数据在IMAGEM与WINGLINK下反演处理的对比张凯飞【摘要】对目前在工程上应用比较广泛的2款大地电磁勘察反演软件——基于博斯蒂克(BOSTIK)方法的IMAGEM软件和基于非线性共轭梯度(NLCG)方法的WINGLINK软件的特点进行了对比研究.这两款软件在反演方法、操作系统平台、数据编辑、静态校正、反演效果等方面有很大的不同.在此基础上,对兰渝线某隧道工程EH-4大地电磁资料的反演解释实例进行了分析,认为两款软件各有侧重,建议结合使用.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2013(037)006【总页数】6页(P1146-1151)【关键词】大地电磁;反演问题;EH-4系统;IMAGEM;WINGLINK;隧道勘查【作者】张凯飞【作者单位】铁一院甘肃勘察院物探新技术研究所,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】P631目前，国内许多使用EH-4电磁勘探系统的用户，对后期资料大都使用EH-4系统自带的IMAGEM软件进行处理，并在此基础上进行地质解释。
然而，在生产中发现IMAGEM软件存在许多问题，如：软件为DOS处理界面，操作不方便；反演采用的是以一维模型为基础的博斯蒂克反演，不是真正意义上的二维反演；软件在曲线编辑上功能有限，无法满足需要；由于系统采用的是空间滤波法进行静态校正，滤波因子的选择人为因素大，对结果的把握难度大，不利于资料的解释等。
为了更好地处理EH-4资料，克服IMAGEM软件的缺点，在生产中使用WINGLINK软件对EH-4资料进行带地形的二维反演处理，取得了较好的效果。
通过对IMAGEM和WINGLINK软件在资料处理各个方面的对比分析，我们认为，使用带地形的二维反演来处理EH-4资料，有着必要的现实意义。
在众多的大地电磁反演软件中，反演问题一直是其核心问题。
经过几十年的发展，目前大地电磁反演已经有最优化解法与完全非线性解法，比较有代表性的是最速下降法、共轭梯度法、最小二乘法、马奎特法及最小模型约束反演、最平缓模型约束反演［1］、松弛反演方法［2］、广义逆反演、BOSTIK反演、徐世浙的曲线对比法、王家映的大地电磁拟地震反演、大地电磁偏移成像［3］、蒙特卡洛、师学明的模拟退火、多尺度逼近遗传算法［4］、遗传算法或改进的遗传算法［5］等。
２０２０年８月第５５卷 第４期 ＊江西省南昌市经开区广兰大道４１８号东华理工大学地球物理与测控技术学院，３３００１３。
Ｅｍａｉｌ：ｄｗｊｈｔｊ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ本文于２０１９年１２月２７日收到，最终修改稿于２０２０年２月１４日收到。
本项研究受国家自然科学基金项目“基于线性相关约束的地球物理联合反演研究”（４１６０４１０４）和“圆锥型场源矿井瞬变电磁法理论基础研究”（４１９７４０８６）、东华理工大学教育部核技术应用工程研究中心开放基金项目“宽范围岩石物性约束技术的改进及其在相山地区ＭＴ和重力正则化联合反演中的应用”（ＨＪＳＪＹＢ２０１６－７）及江西省自然科学基金项目“城市多参数可控电磁勘探理论研究”（２０１９２ＢＡＢ２０２０１２）联合资助。
·非地震·文章编号：１０００－７２１０（２０２０）０４－０９０６－０９大地电磁测深阶段式自适应正则化反演郭一豪①② 陈 晓＊①② 杨海燕①② 张志勇①② 曾志文①② 周 勇①②（①东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心，江西南昌３３００１３；②东华理工大学地球物理与测控技术学院，江西南昌３３００１３）郭一豪，陈晓，杨海燕，张志勇，曾志文，周勇．大地电磁测深阶段式自适应正则化反演．石油地球物理勘探，２０２０，５５（４）：９０６－９１４．摘要 如何合理确定正则化因子一直是地球物理反演的研究热点和难点。
从提高反演稳定性的角度对正则化因子的选择进行考量，是确定正则化因子取值的新思路。
此外，以往的正则化反演研究对非线性优化算法的随机性考虑不足。
基于此，以Ｚｈｄａｎｏｖ提出的自适应算法为框架，提出了一种新的自适应正则化算法，即阶段式自适应算法，按照“阶段”自适应地调整正则化因子。
将此方法分别应用于大地电磁测深（ＭＴ）的共轭梯度和差分进化算法（ＤＥ）反演。
模型试验表明该算法可以提高反演的稳定性，在一定程度上降低衰减因子的影响，而且该算法具有同时适用于线性和非线性优化算法的特点。
文章编号:1672—7940(2006)01—0009—07大地电磁三维模型的一维二维反演近似问题研究陈小斌1,赵国泽1,马 霄2(1.中国地震局地质研究所,北京100029;2.大港油田集团石油工程监理中心,天津300280)作者简介:陈小斌(1972—),男,中国地震局地质研究所副研究员,主要从事电磁测深正反演方法及地球动力学数值模拟方面的研究。
E -mail :cxb @pku 1edu 1cn摘 要:设计了一个简单的三维模型———均匀半空间的三维低阻异常体模型。
采用51×51×38的网格计算得到了331333Hz 至010071Hz 之间共34个频率的三维正演响应。
选取其中5条具有代表性的测线,比较了不同测线上自适应正则化(ARIA )一维反演结果和非线性共轭梯度法(NL CG )二维反演结果相互之间及其与原三维理论模型之间的异同,研究大地电磁三维模型的一维、二维反演的近似情况。
发现:对于三维模型响应,一维、二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,但二维模型对三维模型的近似程度比一维模型要高得多;在二维模型反演中,采用TM 模式更易得到真实的模型信息。
研究中,采用蒲兴华等(1994)开发的M T 三维正演程序进行正演计算,采用“大地电磁数据管理器(M TDA TAMN G )”软件进行数据处理和一维、二维反演。
关键词:大地电磁;三维;一维;二维;反演中图分类号:P631124文献标识码:A收稿日期:2005—12—18RESEARCH ON INVERSION OF MT3D MODE L APPR OXIMATE LY B Y 1D ,2D INVERSION METH ODC H EN Xiao 2bin 1,ZHAO Guo 2ze 1,MA Xiao 2(11I nstitute of Geolog y ,China Seismological B ureau ,B ei j ing 100029,China;21Dagang Pet roleum S u pervision Cent re ,Tianj ing 300280,China )Abstract :In t his paper ,a simple 3d model ,low -resistivity abnormity 3d model in halfspace ,is designed 1Responses of 34frequencies from 331333Hz to 010071Hz are obtained in3d modeling wit h 515138grids 15rep resentatio nal lines are adopted to st udy approxima 2ting 3d model wit h 1d ,2d inversion result s 1Result s of 1d inversion ,2d inversionfor each line are comp uted ,and are compared wit h each ot her and wit h t he original model 1St udies show t hat bot h 1d and 2d inversion result s contain t rue 3d model information ,but t he 2d inversion is far more app roached to 3d model t han 1d inversio n 1Furt hermore ,when app roaching 3d models wit h 2d inversion ,it is t he TM polarization modedata rat her t han t he TE polarization mode data t hat sho uld be adopted 1The 3d modelingprogram used in t his paper was developed by Dr 1PU Xinghua 1The new visual integratedsystem ,M TDA TAMN G ,is used in data processing and inversion 1The 1d inversion met h 2第3卷第1期2006年2月 工程地球物理学报CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICS Vol 13,No 11Feb 1,2006od is adaptive regularized inversion algorit hm(A RIA),and2d inversion met hod is nonlin2 ear conjugate gradient s algorit hm(NL C G)1K ey w ords:M T;3d;1d;2d;inversion1 引 言当前,大地电磁测深的一维和二维反演技术已相对成熟,并成为实际资料处理和解释中的主要手段。
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。
