[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

本發明提供了一種基于小波變換的多尺度電阻率反演方法及系統。其中，該方法，屬于地球物理勘探電阻率反演領域，為了解決很難確定地質界面的準確位置的問題，其首先通過卷積型小波變換將模型參數從空間域轉換到小波域，然后通過在小波域中求解反演方程來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結果，之后對該結果進行反卷積變換，得到空間域的電阻率模型，能夠較高精度地定位和描繪地質目標的邊界。

技術領域

本發明屬于地球物理勘探電阻率反演領域，尤其涉及一種基于小波變換的多尺度電阻率反演方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

直流電阻率反演方法是地球物理勘探中最常用技術之一，已被廣泛應用于許多領域，包括環境工程，水文科學和礦物勘探等。近年來，對地下隱蔽不良地質體形態和邊界的準確刻畫成像分辨率要求越來越高，而傳統電阻率反演方法通常采用基于L2范數的光滑約束反演，受方法本身的局限性制約，難以對陡變的地質界面精細刻畫，這是傳統電阻率反演方法的一個固有缺陷，也是一個挑戰性問題。為此，必須對現有直流電阻率反演方法進行改良。多尺度反演方法目前僅在地震和電磁類方法中研究和應用，尚未在直流電阻率方法中研究和應用。

目前，直流電阻率反演的研究取得了一定的效果，但發明人發現，仍存在以下關鍵問題，尚未解決：1)傳統的直流電阻率反演方法為提高成像分辨率，通常需要其它地球物理或地質數據提供先驗信息，如不等式約束和結構約束反演方法等。但是，如果缺少先驗信息，這些方法將受到限制。在缺乏已知先驗信息的情況下，光滑約束最小二乘反演是最常用的方法。用這種方法可以生成在相鄰網格之間具有平滑變化的電阻率模型，因此有時很難確定地質界面的準確位置。2)目前多尺度方法主要應用在地震和電磁反演領域，但尚未在電阻率方法中應用，這是因為直流電阻率法經常使用的電勢或視電阻率數據中沒有包含頻率信息。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的第一個方面提供一種基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，其首先通過卷積型小波變換將模型參數從空間域轉換到小波域，然后通過在小波域中求解反演方程來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，之后對該結果進行反卷積變換，得到空間域的電阻率模型，能夠較高精度地定位和描繪地質目標的邊界。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于小波變換的多尺度電阻率反演方法，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。

為了解決上述問題，本發明的第二個方面提供一種基于小波變換的多尺度電阻率反演系統，其首先通過卷積型小波變換將模型參數從空間域轉換到小波域，然后通過在小波域中求解反演方程來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結果，之后對該結果進行反卷積變換，得到空間域的電阻率模型，能夠較高精度地定位和描繪地質目標的邊界。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于小波變換的多尺度電阻率反演系統，包括：