基于LBFGS的ZTEM三维带地形并行反演Parallel Inversion of ZTEM 3D Terrain based on LBFGS
李棂泽;王堃鹏;罗威;王向鹏;宋洋;蓝星;许洋;
摘要(Abstract)：
Z轴倾子电磁法(ZTEM)结合了航空测量效率高和天然场源勘探深度大的优点，弥补了地面MT采集数据所带来的人工成本高、耗时长以及复杂地形测量困难等缺点，通过空中航测的垂直磁场分量和地面预设基站测量的水平磁场分量建立航空倾子数据，可快速、高效获得地下电导体三维构造信息。为了进一步提高ZTEM面向复杂工程勘查的反演能力，该文在有限差分法正演和有限内存拟牛顿法(LBFGS)反演的基础上，加入MPI并行算法，对带地形的三维ZTEM异常响应进行了研究，并开发了ZTEM带地形三维反演程序。通过对带地形与平地形下低阻异常体反演算例分析，证实了LBFGS反演算法可以较好地获得地下目标体的真实地电模型。
关键词(KeyWords)： ZTEM;三维反演;LBFGS;地形;MPI
基金项目(Foundation): 国家自然基金青年项目(42004057);; 四川省科技计划资助(2022JDRC0066、2021ZHCG0014)
作者(Authors): 李棂泽;王堃鹏;罗威;王向鹏;宋洋;蓝星;许洋;
参考文献(References)：
- [1] 赵国泽，汤吉，詹艳，等.青藏高原东北缘地壳电性结构和地块变形关系的研究.中国科学(D辑：地球科学),2004(10):908～918
- [2] Lo B,Zang M.Numerical modeling of Z-TEM(airborne AFMAG) responses to guide exploration strategies.SEG.,Technical program Abstracts,2008,27(1):1098～1102
- [3] Sattel D,Witherly K.The modeling of ZTEM data with 2D and 3D algorithms technical program.SEG Expanded Abstracts,2012,1～5
- [4] Holtham E,Oldenburg D W.Three-dimensional inversion of ZTEM data.Geophys.Geophy.J.Int.,2010,182:168～182
- [5] Holtham E,Oldenburg D W.Three-dimensional inversion of MT and ZTEM data.SEG Technical program Expanded Abstracts,2010b:655～659
- [6] Legaultj,Wilson G A,Gribenko A V,et al.An overview of the ZTEM and AirMt airborne electromagnetic systems:A case study from the Nebo-Babel Ni-Cu-PGE deposit,West Musgrave,Western Australia.Preview,2012,158:26～32
- [7] Kaminski V,Oldenburg D.The geophysical study of Drybones kimberlite using 3D Time Domain EM Inversion and 3D ZTEM inversion algorithms.ASEG Extended Abstracts,2012(1):1～4
- [8] Kaminski V,Legault J M,Kumar H.The Drybones Kimberlite:a case study of VTEM and ZTEM airborne EM results/.ASEG 2010-Sydney,Australia,2010
- [9] 张博，殷长春，刘云鹤，等.起伏地表频域/时域航空电磁系统三维正演模拟研究.地球物理学报，2016,59(04):1506～1520
- [10] 李志强，荣耀，谭捍东.ZTEM三维数据空间OCCAM反演研究.地球物理学进展，2018,33(04):1526～1532
- [11] 许智博，谭捍东.ZTEM二维非线性共轭梯度反演研究.物探与化探，2019,43(02):393～400
- [12] Cao X Y,Huang X,Yin C C,et al.3-D inversion of Z-Axis tipper electromagnetic data using finite-element method with unstructured tetrahedral grids.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2021,1～11
- [13] 李志强，孙洋，谭捍东，等.带地形的ZTEM倾子资料三维正反演研究.物探与化探，2021,45(03):758～767
- [14] Jean M L,Geoffrey P,Zhao S K,et al.ZTEM and VTEM airborne EM and magnetic results over the Lalor copper-gold volcanogenic massive sulfide deposit region,near Snow Lake,Manitoba.Society of Exploration Geophysicists and American Association of Petroleum Geologists,2015,3(2):1M-T129