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时移电阻率法三维反演研究

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  • 万方数据
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时移电阻率法是监测浅地表物性参数动态变化的有效方法之一.在实际应用中,由于观测噪声随时间变化,基于不同时刻观测数据单独反演所得的电性结构变化可能存在虚假信息.这些时变噪声引起的虚假信息增加了时移电阻率法解释的难度.本文通过在传统的正则化反演目标函数中增加时移约束来调控相邻时刻同一位置的电性差异,以抑制时变噪声产生的虚假变化.在此基础上,采用有限内存拟牛顿法实现了时移电阻率法三维反演.合成数据反演结果表明,相对于不同时刻监测数据单独反演的结果,时移反演可更好的抑制噪声影响,获取更准确的电性结构及其动态变化.野外实验数据反演结果表明,时移反演能更真实刻画实验区域的电性结构变化.上述结果表明,时移反演可以更好的压制由背景噪声引起的假异常,提高反演结果的准确性和解释的可靠性.本研究为时移电阻率法监测浅地表电性结构动态变化提供了一种有效途径.
3D Time-lapse resistivity inversion
Time-lapse resistivity imaging is one of the effective approaches for monitoring dynamic conductivity changes in shallow subsurface.In practice,due to temporal variations in observation noise,electrical structural changes derived from individual inversions may contain false information,increasing the difficulty in interpreting the time-lapse resistivity results.In this study,the time-lapse constraint is applied to the traditional regularized inversion objective function to control the electrical difference at adjacent time points,thereby suppressing the spurious changes caused by time-varying noise.The three-dimensional(3D)time-lapse resistivity inversion approach is then realized by using the limited memory quasi-Newton method.The inversion results of synthetic data show that,compared with the results of individual inversion,time-lapse method can better suppress the influence of noise and obtain more accurate electrical structure changes.Field experiments show that time-lapse inversion can more closely reveal the actual electrical structure changes.These results suggest that time-lapse inversion can suppress false anomalies caused by background noise and improve the accuracy of inversion results.This study provides an effective way to monitor the dynamic changes of electrical structure in shallow subsurface.

Time-lapse resistivity method3D inversionTime-lapse constraintThe limited-memory quasi-Newton methodElectrical structure monitoring

陶涛、韩鹏、马欢、谭捍东

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南方科技大学地球与空间科学系,广东深圳 518055

广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(南方科技大学),广东深圳 518055

防灾科技学院地球科学学院,河北廊坊 065201

中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京 100083

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时移电阻率法 三维反演 时移约束 有限内存拟牛顿法 电性结构监测

国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目广东省地球物理高精度成像技术重点实验室深圳市科创委-面上项目

41830429418041192022B1212010002JCYJ20210324104602006

2024

10.6038/cjg2023R0297

地球物理学报
中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所

地球物理学报

CSTPCD北大核心
影响因子：3.703
ISSN：0001-5733
年,卷(期)：2024.67(10)
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