地球物理层析成像资料处理

出处：按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第185页（2057字）

13．3．1 声波与地震波层析成像数据处理

走时数据满足方程

式中：(x，y，z)为介质中点的坐标；t，s，r分别为走时，激发点，接收点；C(x，y，z)为地质体空间某一点的波速；δt为观测误差；L为直达波的传播路径，即射线路径。

13．3．2 电磁波层析成像数据处理

电磁波理论表明，有耗介质中半波偶极天线的发射与接收存在下述关系：

式中：E₀为发射天线的初始辐射常数；E为相距R处的接收天线的电场强度；f_s(θ_s)和f_R(θ_R)分别是发射和接收天线的方向分布函数；θ为天线的辐射角度；L是射线路径；dl为积分元；β为介质的吸收系数。经变换有：

据(13．7)式可以根据一系列不同投影方向的振幅衰减量A反演介质的吸收系数β值。

井中电磁波仪使用半波偶极天线发射兆级电磁波，观测到的电场强度数据宜用射线层析成像方法进行处理解释。

13．3．3 电阻率层析数据处理

电阻率层析成像一般采用有限元法，将成像区域作网格剖分，可以描述复杂的地质模型。网格剖分越细，电极间隔越小，成像质量越高。反演成像计算方法主要有比较重构算法和平滑度约束反演算法。

13．3．4 井间地球物理层析成像软件系统的开发与研制

20世纪80年代以来，国内学者在井间地震波及电磁波法的仪器研制、理论方法研究、算法及软件研究上，达到了较高的水平。1992年冯锐等学者研究开发了井间电磁波层析成像数据处理系统，1993年杨文采等学者研究开发了井间地震波层析成像软件系统。经过多年的研究与实践，人们对井间地球物理层析成像数据处理方法有了更新的认识和发展，在计算机技术发展的推动下，1994年以成都理工大学朱介寿教授为首的课题组开发研制的井间地球物理(地震波、声波、电磁波、电阻率)层析成像软件系统已被四川、广东、河北、山西、江苏等省的生产单位广泛应用，目前该软件系统平台为Windows 98或Windows 2000。

目前，井间地震波、电磁波层析成像方法中广泛使用的仍是利用走时或波场衰减等观测值，基于射线理论而建立的算法。其基本原理是将观测量表示成探测介质参数的线积分，通过沿积分路径进行反投影来重建介质参数分布图像。地球物理层析成像软件系统(朱介寿等，1994)的结构框图如图13－1所示。

图13－1 井间地球物理层析成像数据处理系统结构及调用关系

13．3．5 层析成像成果资料

提交工作布置图、观测系统示意图、层析影像图、射线分布图(重点地段)、地质解释成果图以及地质灾害平面分布图及地质灾害调查报告。

【参考文献】：

冯锐，陈家庚等．1992．电磁波井间层析技术在城建工程中的应用．地球物理学报，35V

何正勤，吴庆举等．2001．反向VSP透射层析成像法在岩墙松动层检测中的应用．物探与化探

孙党生，李洪涛等．2000．井间地震波CT技术在水库渗漏勘查中的应用．勘查科学技术

王文龙．1999．孔中电磁波透视在煤窑采空区勘探中的应用实例．物探与化探

杨文采．1989．地球物理反演和地震层析成像．北京：地质出版社

杨文采．1993．地震层析成像在工程勘测中的应用．物探与化探

赵明阶，朱介寿．1995．一种精确射线层析成像方法及其应用．物探与化探

周兵，朱介寿等．1993．一种新的地震射线层析成像计算方法．石油物探

朱介寿，严忠琼等．1994．井间地球物理层析成像软件系统研究．物探化探计算技术

朱介寿，严忠琼等．1998．勘探地球物理层析成像软件系统及其应用．物探与化探