下载文档原格式
大地电磁测深数据处理及应用研究的开题报告
一、研究背景和研究意义
大地电磁测深技术在石油勘探、地质灾害预测、水文地质和环境地
球物理等领域已经得到了广泛的应用。
该技术可以获得地下多层结构的
电阻率信息，是研究地下细节结构和探测深部资源的重要手段。
近年来，随着该技术的发展，采集到的数据量也越来越大，数据处理和解释的难
度也随之增加。
因此，对大地电磁测深数据的处理和应用研究具有重要
的现实意义和科学价值。
二、研究内容和研究方法
本研究主要包括以下内容：
1. 大地电磁测深数据预处理：包括数据质量控制、数据去噪和数据
重采样等预处理步骤，以提高数据质量和处理效率。
2. 电阻率反演和成像：采用多种反演算法对大地电磁测深数据进行
电阻率反演和成像，生成地下电阻率分布图像。
3. 基于电阻率图像的地质解释和资源定位：将电阻率图像与地质信
息结合，进行地质解释和资源定位研究。
本研究主要采用数值模拟和实测数据分析相结合的方法，通过MATLAB编程实现数据处理和反演算法。
三、研究进展和计划
目前，已完成大地电磁测深数据的预处理工作，包括数据质量控制
和噪声去除等方面。
下一步计划是进行电阻率反演和成像，并将其与地
质信息相结合，进行地质解释和资源定位研究。
同时，对比分析不同反
演算法的效果，寻求最优解，并对研究结果进行验证和评估。
四、结论
本研究将有助于进一步提高大地电磁测深技术的应用效率和数据处理精度。
同时，该研究成果可以为石油勘探、地质灾害预测、水文地质和环境地球物理等领域的研究提供有价值的参考和支持。
大地测量学实习报告三篇每每到了毕业季，同学们都在一个个网站，一个个网页翻找着实习报告范文，下面是小编整理的几篇大地测量学实习报告范文,希望能够帮你节省寻找的时间。
大地测量学实习报告篇一一，概述1·基本概述《大地测量学基础》实习是测绘工程专业的主要基础实习之一，是在《测量学》、《测量平差》等课程的基础上，继续学习《大地测量学》的有关基本理论、专业知识和操作技能。
通过本课程实习环节，使学生明了本课程在专业中所处的位置和作用，理解控制测量是各项测量工作的基础，具有控制全局的作用，是直接为工程建设服务的;使学生能建立为满足测绘地形图要求的具有必要精度的平面和高程控制网;使学生能够建立具有控制全局作用，即有一个统一而合理的坐标系统的控制网，从而使地形图能互相拼接成一个整体;使学生能够建立一个具有限制测量误差传递作用的基本控制网，以满足设计、施工、放样的要求;使学生能够正确合理地进行控制网的技术设计，在外业作业、外业成果整理以及各工序中可能出现的问题初步加以分析、判别和处理，为学生更好地学好后继课程《工程测量学》打下基础。
大地测量学实习分为两个部分，一是精密水准测量，二是精密角度测量，2·实习时间安排：实习动员、借领仪器做好出测前的准备工作工具、仪器检校(2.5天)每人观测8～10个点，每个测站测6测回，(要求满足测站限差)熟练掌握观测方法、要领(8天)精密水准测量每人观测往返2～3Km(7天)操作考核,抽签考核(0.5天)三，精密角度测量测量员：XXX 记录员：XXX 前后视脚架：XXX找点：XXX一，角度测量具体要求1，了解全站仪，J2经纬仪的基本结构及各螺旋的作用，掌握全站仪，J2经纬仪测角的方法。
一测回2c互差小于等于13”两次重合读数小于等于3”,2,测量仪器J2经纬仪一台，一架棱镜，两个脚架，两个测签，记录板一块，记录纸等。
或全站仪一台，两架棱镜，三个脚架，记录板一块，记录纸等。
电磁法测电场实验完整报告实验目的本实验旨在通过电磁法测量电场强度，探究电场在不同介质中的变化规律，并验证电磁法的实用性和可靠性。
实验器材- 电磁法测电场仪器- 电源- 电极- 电阻箱- 移动测量仪（如万用表）实验步骤1. 将电磁法测电场仪器置于实验台上，并确保其与电源连接良好。
2. 准备一块均匀的导体板作为电极，将其与电源连接。
3. 将电极放置在待测电场区域内，并固定在合适的位置。
4. 调节电源的电压，使电极上的电场强度达到一定数值。
5. 使用移动测量仪逐点记录电场强度，并将结果记录在数据表中。
6. 根据记录的数据绘制电场强度分布图，并分析不同区域的电场强度差异。
7. 根据实验结果对电场在不同介质中的变化规律进行探讨。
实验结果与讨论通过实验记录的数据，我们得出了电场强度在不同区域的分布情况。
实验结果显示，在同一介质中，电场强度随距离电极的远近而逐渐减小。
在不同介质之间，电场强度受到介质性质的影响，不同介质中的电场强度差异较大。
我们进一步分析了电场强度与距离之间的关系，发现它们呈现出逆距离平方的倒数关系。
这符合电场强度与电荷量和距离的关系公式。
这表明电磁法是一种可靠的测量电场强度的方法，并且其结果与理论计算相吻合。
结论通过电磁法测电场实验，我们成功地测量了电场强度，并研究了电场在不同介质中的变化规律。
实验结果显示，电场强度随距离电极的远近逐渐减小，并且在不同介质之间存在明显的差异。
此实验验证了电磁法的实用性和可靠性，并为进一步研究电场强度的测量提供了参考。
电磁法测电场实验在物理学研究和工程应用中具有重要意义，可用于电场分布图绘制、电磁场模拟等领域。
参考文献[1] 电场强度测量方法比较研究，xxx物理学报，20xx年，xx 卷(xx期)：xx-xx。
大地电磁测深数据一维自动反演作者：赵长海来源：《价值工程》2011年第25期摘要：在学科实践中，反演是一种相当普遍的手段。
地球物理反演则是通过对地面、地下、空间，甚至海洋上的观测（地震仪、重力仪、地电及地磁仪）资料进行分析计算，来推断地球内部介质的地震波速度、密度、电导率等参数的分布，从而得到地球内部介质分布的二维或三维结构图像。
本文根据阮百尧教授在其“电阻率激发极化法测深数据的一维最优化反演方法”一文中所述，导出了在大地电磁测深中与电阻率测深一维最优反演相似的反演方法，通过自动迭代反演出地下模型参数。
计算表明，这是一种快速和实用的自动反演方法。
Abstract: In practice, inversion is a method used widely. Geophysics inversion deduces the distribution of seismic-wave speed, density, conductivity and so on in earth interior, then obtains the 2D or 3D structure images for the distribution of earth interior medium, by analyzing the observed date on surface, in subsurface and in space, even on the sea. Referring to the correlate articles by Profession Ruan B.Y, Derived in the magnetotelluric sounding and resistivity sounding similar to the one-dimensional inversion method optimal inversion, Inverted through the automatic iterative model parameters. Calculations show that this is a fast and practical method for the automatic inversion.关键词：大地电磁测深；水平层状；一维正反演；快速反演Key words: magnetotelluric sounding；horizontal layered；1D forward and inversion；rapid inversion中图分类号：P631.3文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）25-0285-020 引言对于简单的地电模型（一维）一般能够计算其解析解。
《应用地电学》实习报告班级：10101111学号：101011111姓名：大好人指导教师：叶高峰中国地质大学（北京）地球科学与资源学院2014年7月目录第一章前言 (1)第一节实习任务、目的和意义····································第二节工区的一般自然地理和经济地理情况························第三节物探工作完成情况一致性··································第二章工区地质和地球物理特征·································第三章工作方法技术及质量评价·································第一节中间梯度法··············································第二节电测深法················································第三节高密度电阻率法··········································第四节音频大地电磁法··········································第五节测区范围与测网布置······································第六节野外作业要求············································第四章资料处理·················································第一节中间梯度法··············································第二节偶极电测深法············································第三节高密度电阻率法··········································第四节音频大地电磁测深法······································第五章解释推断·················································第六章结论与建议···············································第一章前言电法勘探以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础，在不同的应用对象中，采用不同的变种或分支方法。
本科生实验报告实验课程地电学学院名称专业名称学生姓名学生学号指导教师实验地点实验成绩二〇年月二〇年月实习项目一 地下电偶极子电场空间分布一、实习目的：掌握地下不同倾角电偶极子地面电场分布特征和规律。
二、要求：1、推导并计算地下电偶极子的空间分布；2、熟悉使用相关软件绘出地下不同倾角电偶极子地面电场强度、电位场分；3、熟悉不同参数偶极子地面场分布规律及特征。
三、实验过程1、实验计算原理 (0,0,0)xy (0,0,h)+-a图1 地下电偶极子结构图根据示意图确立地表电位、电场强度计算公式：2、试验参数1）计算区域坐标范围___-100-100____2）电偶极子几何参数：倾角_____30______________（取值范围0-180度，至少取7个）；偶极距长________；埋深__60______。
3) 电偶极子物理参数：电流________；介质电阻率________。
4）其它：____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3、程序设计及代码（可附打印源代码）m=1;h=60;a=30;x=-100:1:100;u=(m.*(x.*cosd(a)-h.*sind(a)))./((h.*h+x.*x).^1.5);plot(x,u)E=((-1).*m.*((h.*h-2.*x.*x).*cosd(a)+3.*h.*x.*sind(a)))./((h.*h+x.*x) .^2.5);plot(x,E)u2=(m.*x)./((h.*h+x.*x).^1.5);plot(x,u2)E2=((-1).*m.*(h.*h-2.*x.*x))./((h.*h+x.*x).^2.5);plot(x,E2)4、电场图（可附录打印图，要求给出图例及相关计算参数）1）电位图主剖面图2）电场强度剖面图3）电位平面图4）电场强度图平面图四、实验结论及认识实习项目二中梯法的电阻率正演模拟一、实习目的：掌握中梯法球体正演视电阻率异常特征二、要求：1、设计球体的空间位置、物性参数和计算空间；2、根据中梯法球体的正演公式及设计空间编写程序；3、熟悉不同电性差异、不同埋深、以及不同球体半径对异常特征影响。
航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释的开题报告1. 研究背景在地球物理勘探中，电磁法一直是其中一种主要的勘探方法。
航空瞬变电磁法（Airborne Transient Electromagnetic, ATEM）是一种快速高效的电磁探测技术，其原理是利用瞬变电磁场在地下弱导体中的电流响应，通过接收线圈测量地面上的瞬变电磁场响应，得到地下物质在不同深度的电导率分布信息。
在ATEM勘探中，研究正演模拟和反演解释是十分重要的。
正演模拟是指通过数值方法模拟出ATEM勘探的电磁场响应，并根据不同地质情况，确定响应特征与测量参数的关系。
反演解释则是指通过对ATEM勘探数据反演处理，得到物质的电导率分布信息。
正演模拟和反演解释相辅相成，有助于更好地理解ATEM勘探技术的原理，提高勘探的准确率和效率。
2. 研究目的与内容本研究的目的是基于ATEM勘探技术，进行一维正演模拟与反演解释的研究，具体研究内容包括：（1）数值方法：基于有限元理论和时域电磁学原理，建立航空瞬变电磁场的有限元模型，并利用有限元程序进行模拟计算，得到模拟数据。
（2）电磁响应特征：对模拟数据进行分析，研究不同地质情况下的ATEM勘探响应特征与测量参数的关系，以及不同参数的影响因素。
（3）反演解释：将ATEM勘探采集的数据输入反演程序，获取物质的电导率分布信息，并分析不同地质情况下反演结果的精度和稳定性。
3. 研究方法研究过程中，将采用以下方法：（1）建立ATEM勘探的有限元模型，并利用时域有限元程序进行模拟计算。
（2）分析模拟数据中的电磁响应特征，确定不同地质情况下的响应特征与测量参数的关系。
（3）将采集的ATEM勘探数据输入反演程序，获取物质的电导率分布信息，并分析不同地质情况下反演结果的精度和稳定性。
（4）在研究过程中，将借助现有的物理模型和实验结果，对研究结果进行验证和比对。
4. 研究意义本研究将有助于更好地理解ATEM勘探技术的原理，提高勘探的准确率和效率。
I / 14 实验报告 课程名称： 地电学 课题名称： 大地电磁层状模型数值模拟实验 专 业： 地球物理学 姓 名： xx 班 级： 06xxxx 完成日期： 2016 年 11月26日 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
2 / 14 目录 一、 实验名称……………………………………………………3 二、 实验目的……………………………………………………3 三、 实验要求……………………………………………………3 四、 实验原理……………………………………………………3 五、 实验题目……………………………………………………4 六、 实验步骤……………………………………………………4 七、 实验整体流程图……………………………………………8 八、 程序及运行结果……………………………………………9 九、 实验结果分析及体会………………………………………14《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
3 / 14 一、实验名称 大地电磁层状模型数值模拟实验 二、 实验目的 （1） 学习使用Matlab编程，并设计大地电磁层状模型一层，二层，三层正演程序 （2） 在设计正演程序的基础上实现编程模拟 （3） MATLAB软件基本操作和演示 .
三、 实验要求 （1） 利用MT一维测深法及其相关公式，计算地面上的pc视电阻率和ph相位，绘制视电阻率正演曲线和相位曲线并分析。 （2） 利用Matlab软件作为来实现该实验。
四、 实验原理
（一）、正演的概念： 正演是反演的前提。在实际地球物理勘探中，一些模型的参数是不容易确定的，如埋藏在地下的地质体模型的岩性、厚度、产状等参数，我们把这些描述未知模型的参数的集合定义为“模型空间”。为了获得这些模型参数，可以利用那些可以直接观测的量来推测，而这些能够直接观测的量的集合则被称作“数据空间”。如果把模型空间中的一个点定义为m，把数据空间中的一个点定义为d，按照物理定律，可以把两者的关系写成
式中，G为模型空间到数据空间的一个映射。我们把给定模型m求解数据d的过程称为正演问题。
（二）、MT一维正演模型简介 大地电磁法作为一种电磁类勘探方法，它的模型参数为一组能够表征地球物理勘探目标体的电性参数，即目标体电阻率和相应层的层厚度。所谓一维模型，即介质在三维空间中沿两个方向上模型参数是不变的，只在另一个方向上特征属《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway 4 / 14 性会变化。在此一维模型即指水平层状一维介质，即介质只在沿垂直于地面上的方向上电性（电阻率）变化，在另外两个方向上保持不变的典型特征，所以就构成一组电阻率不同的电性层，抽象出来即是一组由电阻率及对应的层厚度构成的电性层数。
根据正演问题的概念，构成正演的元素有3个，即模型、测量数据和模型到数据的映射。对模型来说比较简单，即为水平层状一维介质模型。我们知道大地电磁法属于一种天然的交变电磁场的地球物理勘探方法，所以它的测量数据一般为大地电磁场的电场和磁场分量。而将以上两者联系起来的关系—映射则是二者之间的物理规律，由于大电磁场场源的性质，可将大电磁场看作是垂直入射的平面波，通过地下介质传播到地面上。在这个过程中，大地电磁场遵循电磁场的普遍规律，即Maxwell方程组。在大地电磁法中，我们利用在地面上的视电阻率和相位进行后续的解释工作，所以正演的数据空间需转化为视电阻率和相位。综上所述，MT一维正演即求解水平层状一维介质对垂直入射平面波在地面上的视电阻率和相位响应。
五、 实验题目 1、利用MT一维测深法及其相关公式，计算地面上的pc视电阻率和ph相位。 2、绘制视电阻率正演曲线。 3、绘制相位曲线。
六、 实验步骤 大地电磁法一维正演具有以下的基本推导思路：从大地电磁场满足的基本方程—麦克斯韦方程组出发，结合大地电磁场的特点，推导出单一方向的波动方程；然后，结合水平层状介质的边界条件，推导出能够表示地面波阻抗的递推式；最后根据视电阻率和相位的定义式，得出水平层状介质的大地电磁场响应函数（视电阻率和相位）。 我们知道麦克斯韦方程组有4个基本方程构成，另外还有3个本构关系将4个基本方程联系起来，其具体的形式如式： 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway 5 / 14 其中E和H为电场强度和磁场强度，j为电流密度，D为电位移矢量，B为磁感应强度，σ、μ、ε分别为电导率、磁导率和介电常数。 由于大地电磁法应用的频率都很低，一般f<10hz，这时在导电介质的位移电流∂D/∂t与传导电流j相比可以忽略不计。所以麦克斯韦方程组可以简化为以下形式：
考虑在谐变场的情况下，对上式前两式两边取旋度，并根据矢量分析公式可得出波动方程的形式
由于是一维层状介质，所以在笛卡尔坐标系下电磁场在水平方向上是不变的，故只需研究沿Z轴向下方向上的电磁场分量。由波动方程上式知：
其中Km为第m层的复波数， 求解得：
所以，波阻抗Z可求得为： 其中Z0m为第m层的特征阻抗： 我们知道同一层内部积分常数Am和Bm是相同的，因此层内不同深度处的波阻抗《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway 6 / 14 可以通过积分常数联系起来。为此，将上作如下变换：
• 则有： 若取底面处波阻抗代入上式中求出Bm/Am，然后代入上上式求取顶面的波阻抗，则可把同一层顶面和底面的波阻抗联系起来，并消去积分常数Am和Bm。记Zm为第m层的顶面阻抗，底面的波阻抗等于第M+1层顶面的波阻抗，则结果如下：
将上式代入阻抗的定义式： 其中
同样将上式写成如下形式： 其中Rm为第m层的反射系数。所以就得到了顶面波阻抗的递推公式： 最底层为n层。 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
7 / 14 而正演则是要求出在地面上的视电阻率和相位响应，对相位来说即是波阻抗相位，也就是波阻抗所对应的复数的幅角。对视电阻率来说，根据视电阻率的定义有：
所以就有n层层状介质的视电阻率响应为： 由特征阻抗公式及变换式可得： 从以上的递推过程可以看出，根据反射系数（波阻抗）的递推公式可以计算出地面上的视电阻率表达式以及阻抗相位的表达式，可用于进一步的程序实现。 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
8 / 14 七、 实验整体流程图或算法 为了测试该MT一维正演程序的应用效果，考虑选取几种典型的地电断面作为正演程序的输入模型，即二层模型、三层模型。根据电性层各层电阻率的相互关系，二层模型可以分为G型和D型，而三层模型则分为A型、H型、K型和Q型这四种类型，至于多层层状（大于三层情况下）介质则可以分解为上述的几种简单类型。我们已经知道，以上所述几种典型模型的视电阻率响应函数特征，如果将以上模型输入到本次所写的程序中，则可以作为测试本程序是否可行的依据。
开始 输入电阻率rho，层厚度h
大地电磁一维测深模拟输入输出模块
通过MT1D函数输出周期T,视电阻率pc，相位ph [T,pc,ph]=MT1D(rho,h);
绘制一层，二层，三层MT一维视电阻率正演曲线和相位曲线
结束 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
9 / 14 八、 程序及其运行结果 MT一维测深运算程序代码：
大地电磁一维测深运算模块 开始
定义磁导率mu=(4e-7)*pi;并输入每一层电阻率值和层厚度h
计算底层阻抗z0， z0=-(i*mu*2*pi)./(T.*k(m,:)); 计算积分常数 A，B 计算视电阻率和相位； pc=(T./(mu*2*pi).*(abs(z0).^2)); ph=-atan(imag(z0)./real(z0)).*180/pi;
结束 输出视电阻率pc，相位ph 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
10 / 14 G型曲线为两层模型曲线，其各层电阻率的关系为ρ1ρ1=100Ω﹒m，ρ2=1000Ω·m，h1=1000m。正演理论结果如下图。我们知道周期T和深度成正比，则从图上可以看出G型曲线在短周期视电阻率较小，随着周期T变长，视电阻率也相应的增大，但G型曲线仍存在尾支渐进线，渐近线与第二层的真电阻率相近： 《地电学》实验报告 Copyright@060141-Weway
11 / 14 D型：D型曲线为两层模型曲线，其各层电阻率的关系为ρ1>ρ2，程序正演时取ρ1=1000Ω·m，ρ2=100Ω·m，h1=1000m。正演理论结果如下图2-4。从图上可以看出D型曲线在短周期视电阻率较大，随着周期T变长，视电阻率也相应的减小，但D型曲线仍存在尾支渐进线，渐近线与第二层的真电阻率相等。
A型：A型曲线为三层模型曲线，其各层电阻率的关系为ρ1程序正演时取ρ1=10Ω·m，ρ2=100Ω·m，ρ3=1000Ω·m，h1=h2=1000m。正演理论结果如下图2-5。从图上可以看出A型曲线在短周期视电阻率较小，随着周期T变长，视电阻率也相应的增大，但A 型曲线仍存在尾支渐进线，渐近线与第三层的真电阻率相等。从以上特征来看，A型与G型曲线有相似的特点。
