[發明專利]一種基于小波變換的多尺度電阻率反演方法及系統

有效

• 申請號: 202010071036.4
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111291316B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉斌;龐永昊;劉征宇;王寧;聶利超;宋志成;董昭
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06F17/15;G06F17/11;G06F30/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，其特征在于，包括：

步驟1：對選定區域地質探測，得到迭代初始時刻的空間域電阻率模型參數；

步驟2：通過卷積型小波變換將當前電阻率模型參數從空間域轉換到小波域；

步驟3：在小波域中求解反演方程，獲得不同尺度的小波域特征參數增量，進而得到迭代后的小波域特征參數；

步驟4：將迭代后的小波域特征參數進行反卷積變換，得到迭代后的空間域電阻率模型參數及正演結果；

步驟5：根據迭代后的空間域電阻率模型的正演結果與采集的視電阻率數據的均方根值RMS大小來判斷收斂性，若收斂，則根據迭代后的空間域電阻率模型參數來繪制選定區域的電阻率分布圖像；若不收斂，則返回步驟2。

2.如權利要求1所述的基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，其特征在于，在所述步驟2中，卷積型小波變換的卷積核包括四個2*2的卷積核，分別為：和

3.如權利要求1所述的基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，其特征在于，在所述步驟3中，利用差商代替微商，得到敏感度矩陣，進而求解小波域中的反演方程，獲得不同尺度的小波域特征參數增量，進而得到迭代后的小波域特征參數；所述敏感度矩陣是采集的視電阻率數據對各個小波域特征參數求偏導后構成的矩陣。

4.如權利要求1所述的基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，其特征在于，在所述步驟3中，小波域中的反演方程為：

其中，I是單位矩陣；μI是阻尼因子，用于改善反演方程的病態性；λ是空間光滑度的參數，用于平衡空間光滑約束對目標函數影響的權重；λ為元素值均為λ的擴展向量；W為數據加權矩陣；T表示矩陣轉置；為第k次迭代的敏感度矩陣；為第k次迭代的小波域特征參數增量；d為所有排列電極采集的視電阻率數據；G(·)表示正演過程；m^(k)為第k次迭代的空間域電阻率模型參數，k為大于或等于1的正整數。

5.如權利要求1所述的基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，其特征在于，在所述步驟3中，視電阻率數據使用溫納裝置、施倫貝爾裝置和偶極偶極中一種或多種裝置的組合對預設兩點供電，測量待測兩點之間的電位差ΔU，再通過公式獲得所有排列的視電阻率ρ，作為視電阻率數據d；其中，K為裝置系數，I為供電電流。

6.一種基于小波變換的多尺度電阻率反演系統，其特征在于，包括：

視電阻率數據采集裝置，包括特定排列的電極，用于采集預設位置之間的視電阻率數據；

多尺度電阻率反演控制器，其被配置為：

對選定區域地質探測，得到迭代初始時刻的空間域電阻率模型參數；

通過卷積型小波變換將當前電阻率模型參數從空間域轉換到小波域；

在小波域中求解反演方程，獲得不同尺度的小波域特征參數增量，進而得到迭代后的小波域特征參數；

將迭代后的小波域特征參數進行反卷積變換，得到迭代后的空間域電阻率模型參數及正演結果；

根據迭代后的空間域電阻率模型的正演結果與采集的視電阻率數據的均方根值RMS大小來判斷收斂性，若收斂，則根據迭代后的空間域電阻率模型參數來繪制選定區域的電阻率分布圖像；若不收斂，則繼續通過卷積型小波變換將當前電阻率模型參數從空間域轉換到小波域。

7.如權利要求6所述的基于小波變換的多尺度電阻率反演系統，其特征在于，在所述多尺度電阻率反演控制器中，卷積型小波變換的卷積核包括四個2*2的卷積核，分別為：和

8.如權利要求6所述的基于小波變換的多尺度電阻率反演系統，其特征在于，在所述多尺度電阻率反演控制器中，利用差商代替微商，得到敏感度矩陣，進而求解小波域中的反演方程，獲得不同尺度的小波域特征參數增量，進而得到迭代后的小波域特征參數；所述敏感度矩陣是采集的視電阻率數據對各個小波域特征參數求偏導后構成的矩陣。