3078.超高密度直流電法正反演的研究與實現(xiàn)

1、密級碩士學位論文（全日制專業(yè)學位碩士）（全日制專業(yè)學位碩士）題目超高密度直流電法正反演的研究與實現(xiàn)超高密度直流電法正反演的研究與實現(xiàn)（英文）（英文）ResearchRealizationofFwardInversionofUltraResearchRealizationofFwardInversionofUltrahighDensityDirectCurrentMethodhighDensityDirectCurrentMethod研究

2、生學號:____:____14023030061402303006_________________研究生姓名:_______:_______劉忠奇劉忠奇______________________指導教師姓名、職稱指導教師姓名、職稱:___:___王國富王國富______教授教授_______申請學位類別:______:_______專業(yè)碩士專業(yè)碩士________________領域:___:___信息與信號處理信息與信號處理___

3、______________論文答辯日期:______:_______6月4日_____________________________摘要I摘要隨著經濟的發(fā)展，人們對礦藏資源的需求量越來越大，而在礦藏的開采過程中通常會遇到一些危害生產安全的地質問題。例如：溶洞、含水斷層和軟弱破碎帶等。故提前分析和預報這些地質問題是礦山開采的重中之重。在地質的勘探過程中，一般使用直流電法儀作為地質的預報和分析。傳統(tǒng)的高密度電法儀采集方式單一、采集數(shù)量較

4、少、采集精度較低、對復雜的地質情況適應性較差。本文研究并實現(xiàn)了新型的超高密度直流電法儀，使用新型的數(shù)據(jù)采集技術四極全排列法做為采集的電極排列方式。相比于傳統(tǒng)的電法勘探，它可以一次布極完成后，同時使用不同的參數(shù)和電極距離進行測量，能適應各種地質情況。一次性采集數(shù)據(jù)高達60000多個，是傳統(tǒng)高密度電法儀采集數(shù)據(jù)的幾十倍到上百倍。除此之外，超高密度電法儀還具有高效性、數(shù)據(jù)量大、地電模型好、解析方便等特點。在數(shù)據(jù)處理方面，本文采用正反演算法進行

5、數(shù)據(jù)處理。在正演計算中，使用有限元法作為正演計算。通過對采集區(qū)域的離散化，降低了求解方程的維度，簡化了求解過程。在反演計算方面，使用非線性最小二乘法對理論模型進行優(yōu)化。通過改進后的高斯牛頓迭代法對其進行迭代求解。在迭代過程中，使用mijoAr步長準則對模型參數(shù)進行修正，避免了直接計算導數(shù)矩陣，減少迭代次數(shù)，降低擬合誤差。在超高密度直流電法儀的系統(tǒng)設計上，通過同步編碼技術提高了采集信號的抗干擾能力，同時利用24位數(shù)模轉換器實現(xiàn)了高精度數(shù)據(jù)

6、采集。在上位機的處理軟件上使用#C實現(xiàn)采集和數(shù)據(jù)處理界面，人機界面友好，反演的圖像效果好。在工程實踐方面，對不同的地形進行了勘探。采用超高密度直流電法儀的溫納法和全四極電極排列方法做數(shù)據(jù)采集，并對數(shù)據(jù)模型進行正演和反演計算。在對計算結果進行了系統(tǒng)的分析和比較后，驗證了該方法具有探測精度高、對探測區(qū)域要求低、數(shù)據(jù)量大、反演計算后的成像效果好等優(yōu)點。在工程實踐方面具有良好的理論意義和應用價值。關鍵詞關鍵詞：全四極排列；正反演計算；有限元；高