李世文
- 作品数：16 被引量：49H指数：5
- 供职机构：吉林大学地球探测科学与技术学院更多>>
- 发文基金：中国地质调查局地质调查项目国家自然科学基金安徽省国土资源厅科技项目更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 中国异构地磁数据C-响应估计
- 2019年
- 中国分布着世界上较为密集的地磁台站,为利用地磁测深获得转换带及下地幔上部高分辨率电性结构奠定了基础,但相应的C-响应计算还需要进行系统研究。文中针对中国地磁数据可能存在的噪声干扰、记录长度长短不一、数据记录间断以及数据观测种类不同(绝对和相对)等异构特点,采用如下技术来提高C-响应曲线的稳定性:1)基于BIRRP软件包获得地磁各分量时间序列的频率响应,使用整体光滑技术来压制数据噪声;2)对于相对观测台站的数据,采用近似估计法对水平分量进行分解,进而估计C-响应;3)讨论非连续数据和短记录数据对C-响应估计的影响;4)对于沿海台站,可使用比值法消除海洋效应对C-响应函数的影响。使用以上技术手段对中国100余个地磁台站的数据进行处理后,最终得到42个台站的稳定C-响应函数,其中周期为1.3~113.7d的响应个数为24个;周期为1.3~42.6d的响应个数为18个。采用文中的技术手段能够很好地处理异构数据,获得更多、更稳定的C-响应函数,为中国高分辨率地磁测深反演研究提供了更为丰富的基础数据。
- 张艳辉李世文翁爱华张素琴杨悦李建平唐裕
- 关键词：地磁测深海洋效应
- 基于印模法的地面磁电阻率数据三维非线性共轭梯度反演被引量：2
- 2017年
- 本文提出了能提高异常体分辨能力,同时得到绝对电导率的地面磁电阻率数据三维反演方法.磁电阻率响应用准直流的低频磁场代替;数值模拟由频率域电场满足的Helmholtz方程出发,采用三维交错网格有限差分法;长直导线源作为发射源,其中源的计算包含在背景场中;结合地面磁电阻率数据各分量的特点,选择y分量进行反演研究;反演采用三维非线性共轭梯度反演技术,为了提高异常体的深度分辨能力,进行迭代重构反演;用印模法对初始模型进行重构,采用的是辅模型在浅部,元模型在深部的组合方式.从合成数据和实际数据的反演结果可以得到以下的认识:(1)由频率域麦克斯韦方程组出发,低频磁场数据反演可以直接得到电导率,而不是相对电导率之比;(2)采用印模法组合初始模型,进行迭代重构反演,可以提高地面磁电阻率数据反演对异常体的分辨能力,确定埋深位置,同时不会丧失对于浅部异常体的分辨能力;(3)在结合印模法的地面磁电阻率数据三维反演中,深部异常体的分辨能力受地表不均匀导电体影响较小;(4)确定印模深度可以采用上一次重构反演结束时的模型变化量,通过相邻两次重构反演结束时的模型变化量之差来确定迭代重构是否终止.因为静磁场与重力场在数学上的相似性,本文的反演方法可以被运用到重力场等位场的地面数据的反演中.
- 翁爱华李斯睿杨悦李大俊李建平李世文
- 关键词：三维反演非线性共轭梯度法
- 地面可控源有限内存拟牛顿法三维反演及应用
- <正>可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)自上世纪七、八十年代问世以来,已经发展成为一种重要的电磁法勘探手段。现在,可控源方法的一维、二维的正反演研究已日趋成熟,三维正反演研究也已有了长足的进步。常用的正演算法有有限差...
- 杨悦翁爱华李建平李世文
- 文献传递
- 基于可控源电磁法阻抗信息的有限内存拟牛顿法三维反演被引量：7
- 2019年
- 本文研究了利用阻抗信息进行可控源电磁勘探有限内存拟牛顿法三维反演的技术。首先用理论模型来验证有限内存拟牛顿法反演的准确性和可行性。观测参数为复阻抗Zxy分量,采用交错网格有限差分方法计算模型响应,反演采用有限内存拟牛顿法。数值模拟结果表明:有限内存拟牛顿法反演迭代速度较快,每4min迭代一次,拟合差由146.00下降到1.78,收敛稳定;异常体的位置与理论模型吻合较好,有效地验证了有限内存拟牛顿法可控源三维反演的正确性。为了进一步验证该方法的实用性,将其应用到隐伏钼矿可控源电磁勘探工作中。工区的反演结果显示:在工区北西段深部存在高阻异常,其上为低阻异常。截取过钻孔的3号测线发现,-500～-100m的位置表现为低阻,东侧存在向上涌起的高阻。推测此低阻为矿化蚀变带,延伸较深。该异常与钻探资料揭示的钼矿脉一致,证明了反演结果的准确性。因此,利用可控源观测得到的阻抗信息进行有限内存拟牛顿法三维反演,可以获得可靠的三维电阻率分布。
- 杨悦翁爱华张艳辉李世文李建平唐裕
- 关键词：可控源电磁法三维反演
- 基于全局光滑约束的地磁测深C-响应估计被引量：2
- 2019年
- 地磁测深C-响应,包含着地球内部结构的导电信息,因此获得高质量的C-响应估计对于揭示地球内部准确的电性结构至关重要,为此本文提出一种计算地磁测深C-响应的新思路.不同于以往单个频点估计办法,新方法基于相邻频率C-响应连续光滑的特性同时估计所有频率的C-响应.首先,根据求取C-响应的Z/H方法,由观测的Hr和Hθ构造估计C-响应的线性方程组;为了增强方程组求解的稳定性,克服噪声影响,要求估计的C-响应满足光滑性条件,从而将无约束的C-响应估计转化为阻尼最小二乘理论的C-响应估计优化问题.合成数据和实际台站数据的测试结果表明,光滑约束优化技术能比传统的逐频求取方法得到更加合理和连续的响应曲线;虽然正则化参数的选择对C-响应估计的结果有明显影响,但通过L-曲线和V-曲线确定的最优正则化参数可以在保证数据真实性的前提下获得最佳的C-响应估计.基于全局光滑约束获得的C-响应为提高反演结果的可靠性奠定基础,为利用更多台站的C-响应获得高分辨力的地球深部电性结构提供了技术支持.
- 张艳辉翁爱华李世文李建平杨悦唐裕
- 关键词：地磁测深地球内部
- 全球地磁感应测深数据三维反演被引量：4
- 2019年
- 全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构.
- 李世文翁爱华张艳辉李建平杨悦唐裕邹宗霖李春成
- 关键词：地磁测深三维反演地幔结构
- 地-井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性被引量：5
- 2017年
- 为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点。结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象。本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础。
- 李大俊翁爱华杨悦李斯睿李建平李世文
- 关键词：三维正演有限差分余弦变换
- 地磁测深的三维L1-范数反演
- 反演中,通常假设数据和模型参数具有高斯概率分布特征,通过求解L2-范数的目标函数得到一个光滑模型并使其响应与反演数据相拟合.但观测数据中很难避免坏点的出现,地下介质也会出现电性结构的突变,此时将不再满足高斯概率分布的假设...
- 李世文翁爱华李建平张艳辉唐裕杨悦
- 关键词：地磁测深三维反演
- 基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演被引量：5
- 2018年
- 为了计算全球尺度电磁感应的响应,本文介绍地磁测深频率域三维正演。正演算法采用球坐标系下的交错网格有限差分方法,从Maxwell方程的积分形式出发,采用PARDISO对离散后的方程组求解,避免了迭代求解的散度校正。为了验证本文结果的正确性和精度,与前人的有限元和有限差分方法进行了对比,一维层状模型的三维交错网格有限差分数值结果和解析解相对误差小于5%,双半球模型的计算结果与前人的计算结果完全吻合。三维"棋盘模型"计算表明磁场分量对异常体的大小和位置具有很好的分辨能力。
- 李建平翁爱华李世文李大俊李斯睿杨悦唐裕张艳辉
- 关键词：地磁测深球坐标三维正演有限差分
- 一维导电薄球层状模型的地磁测深C-响应计算被引量：1
- 2018年
- 对地磁数据的反演是获取地球深部电性结构的1种重要方法,其反演结果的可靠性必须以准确的正演模拟为基础。文中详细介绍了球坐标系中导电薄球层状地球模型的C-响应计算理论,并对典型的地球模型进行了数值模拟。地磁测深的激发源为磁层中的电流体系,其形态由球谐函数P01近似表示。地球内部,导电层中电矢量位满足亥姆霍兹方程;通过各层界面上磁场法向分量和切向分量满足的连续边界条件,由超导地核确定的核幔边界系数向上逐层递推,进而获得地表的边界系数,最终将地下电性结构和地表磁场各分量联系起来。通过磁场分量比值得到与源强度无关而与地球内部导电性相关的地表C-响应,实现地磁测深一维正演计算。一维典型模型的C-响应与前人结果的一致性验证了本文算法的有效性;通过与直接计算的C-响应曲线进行对比,发现由于忽略了地球曲率的影响,利用地磁函数转换方法获得的C-响应在大周期时(>10~6s)与理论响应存在一定的偏差,会造成反演结果的不准确。用文中的数值模拟方法能获得精确的C-响应,进而支撑地磁测深一维反演结果的可靠性。
- 李世文翁爱华唐裕张艳辉李建平杨悦
- 关键词：地磁测深电导率球坐标系
