一、宽带时域瞬变电磁新方法（论文文献综述）
张平松,李圣林,邱实,郭立全,胡雄武[1]（2021）在《巷道快速智能掘进超前探测技术与发展》文中研究表明新时代矿井智能化发展成为趋势,智能掘进条件下超前探测技术需要为掘进工作面安全生产提供保障。快速掘进、复杂地质条件下要求探测精度与预报实时程度高,随掘多源多场信息采集、大数据智能分析与透明化表达是超前探测系统构建的新发展模式。结合近年来隧道、井巷等领域超前探测技术发展现状,讨论其方法、技术、应用等方面的问题及动态;在分析巷道快速智能掘进超前探测技术发展面临的复杂地质问题与基础技术选择局限等关键问题的基础上,提出能够满足巷道快速智能掘进超前探测需求的技术主要为随掘探测技术以及超长钻孔孔中探测技术等。在关键技术创新方面,给出了适用于巷道快速掘进的2种超前探测技术体系,分别是应用于煤巷的掘进机震源随掘地震技术与超长钻孔孔中瞬变电磁联合的技术体系,以及应用于岩巷的TBM震源随掘地震技术与BEAM随掘电法联合的技术体系;并针对每种基础超前探测技术给出了发展思考,其中,随掘地震技术在原始信号脉冲化即重构处理研究的基础上,还需发展全空间三维立体探测、多波多分量方法、全波形反演、极化、散射等高精度探测与精细成像技术;超长钻孔孔中瞬变电磁技术首先需要突破有/无异常情况下孔中瞬变电磁信号数据特征的基础研究,在此基础上重点开展波场转换、全程全空间视电阻率反演等数据处理解释技术以及适用装备的研究;BEAM随掘电法技术的探测距离过短是未来首先需要解决的问题,其高精度数据解释与反演技术、含水异常体实时动态监测与定量化预测也是研究的重点与趋势。再者,为有效解决物探方法多解性问题,提出重点发展地震体波-槽波联合反演、地震-电法联合反演、地震-瞬变电磁联合反演等融合解释技术。在关键技术应用方面,提出构建地质保障技术体系海量基础数据库,融合5G通讯、大数据、云平台等智能技术,建设综掘工作面探测信息大数据分析平台,进行多源数据融合交互,实现对前方地质体的精准预报;充分利用含水异常体实时动态监测系统、随掘探测系统等提供的在线数据,创新数据智能解释方法,开发探测结果实时处理、动态成像等技术,提高探测时效性;通过异常判识精度与速度双重突破,促进掘进快速智能发展;在此基础上,构建高精度三维巷道地质地球物理模型,提高巷道超前地质透明化程度,动态展示随掘巷道三维空间地质条件,为实现快速智能掘进提供精准地质支撑。
张中[2]（2021）在《隧道富水构造瞬变电磁场响应特征及其超前判识研究》文中研究表明随着“川藏铁路”“川藏高速”“滇中引水工程”等一些世界级重大工程的不断投入与建设,我国隧道工程重心逐渐转向以高地应力、高地温、高水压、强岩溶、多活动断裂为特征的地质环境异常复杂区域。隧道重大地质灾害中涌突水灾害诱发的事故约为45%,易造成重大人员伤亡和恶劣社会影响,是隧道施工过程中最具挑战性的问题。然而,针对隧道富水超前预报,传统预报方法主要对地质界面的间接预报,对富水电性特征的直接探测研究尚存在不足、隧道复杂环境下瞬变电磁三维有限元研究成果较少。开展瞬变电磁法对隧道富水构造的响应特征规律和超前判识方法方面的研究,具有重要的理论和工程实践意义。基于此,本文以隧道富水构造为研究对象,瞬变电磁法为探测方法,充分运用现代工程地质、地球物理、统计归纳、数值模拟、对比研究等方法,从富水构造地质地球物理模型与特征、瞬变电磁有限元三维正演算法与场响应以及基于瞬变电磁特征的富水构造超前判识与应用进行深入研究,初步构建了隧道涌突水超前判识的地质地球物理融合分析框架。通过研究,获得如下主要成果和认识:（1）将隧道富水构造分为富水岩溶、富水断层和富水裂隙破碎带三大典型类别。基于案例统计得知充水岩溶类构造占51%,以溶洞溶腔、管道及地下暗河的富水构造形式为主,多形成突水突泥等形式的重大危害;富水断层类构造占总量的28%,多为富水导水断层、隔水断层构造,形成突水突泥为主的重大甚至极严重的灾害;富水裂隙破碎带类构造案例占总量的21%,主要包括褶皱构造裂隙破碎带和岩性交界裂隙破碎带。富水岩溶、富水断层和富水裂隙破碎带对富水性直接反应的电性与介电性质差异,是瞬变电磁方法的探测应用的物性基础,进而建立了与三大富水构造相对应的地电模型。（2）在隧道环境瞬变电磁法时间域矢量有限元三维正演方法研究方面。针对隧道空间小,多角度探测的局限,在网格剖分方法上采用一阶四面体剖分,可以更精准的模拟复杂地质条件变化;在数值解法上采用时间域直接求解,避免了先在频率域求解再转到时间域求解的精度降低。首先通过时域麦克斯韦方程及边界条件,进行时域电磁场控制方程推导;其次基于伽辽金加权余量法推导出矢量有限元控制方程相应的弱形式方程,并采用一阶四面体剖分单元推导出节点处的插值函数和棱边上的矢量基函数,进行单元分析。采用局部加密的非结构化网格剖分方法对隧道环境场源区和异常区域进行针对性地加密,将回线源拆分为多个电流元串联的组合方式克服源周围的奇异性,实现了的隧道瞬变电磁法场响应计算。最后采用均匀全空间模型和Newman模型进行算法正确性与精度验证,本文计算结果吻合很好,相对误差控制在2.5%和2%以内。（3）获得了隧道典型富水构造的瞬变电磁响应特征及规律。对富水断层、均匀全空前瞬变电磁场特征:磁场垂直分量随着时间向后推移,垂直磁场的正值部分随着时间的延长向外扩撒,中心极值也逐渐变小,最大值始终位于中心位置,等值线由密变稀疏,直到最终Hz强度越来越弱。瞬变电磁探测具有方向性,瞬变电磁沿着探测线圈轴线的探测方向探测,以获得最强感应场强度。从不同位置的测点曲线来看,掌子面正对的测点获得响应曲线最强,旁测测点响应随着距离的增加逐渐减弱。不同测量角度对瞬变电磁响应影响较大,模拟结果显示测量角度0°时瞬变电磁场与低阻地质体取得最佳耦合,其响应值最大。隧道轴线剖面上的瞬变电磁响应等值线轮廓基本可以描绘出富水构造的形态、位置、边界等信息。感应电动势在富水构造内呈现强响应出现极大值,与富水构造低电阻率相对应,在富水构造外侧呈现相对弱响应,出现极小值。岩体裂隙富水时,感应电动势响应会在对应区域发生小范围的高值闭合。对于富水裂隙带,其等值线呈现出多个感应电动势圈闭区域,且单个圈闭范围小,在不同角度的感应电动势剖面上呈现出较明显差异;感应电动势封闭区的形态各不相同,与溶隙、裂隙发育走向相似。瞬变电磁场受巷道内金属设备影响的主要来源是施工台车。台车距离探测线圈越近,其干扰越强,距离越远干扰则越弱。且台车在距离线圈30 m以上时,可以忽略台车对于隧道瞬变电磁场的所产生的干扰影响。（4）建立了以瞬变电磁富水电性指标和地质特征直接富水指标为主的模糊神经网络富水构造判识方法。在地质地球物理分层次多源信息约束的分析框架下,将数值模拟获得的富水构造瞬变电磁场响应特征与典型案例图像判识特征相结合,采用正演模拟进行瞬变电磁现场探测参数的辅助设计,将正演模拟应用到富水构造的超前判识过程中。最终选取瞬变电磁视电阻率图像判识特征、视电阻率统计阈值、掌子面地下水、勘察设计资料等地质特征与瞬变电磁直接判水指标主,建立基于模糊神经网络模型的富水构造超前判识方法。（5）将瞬变电磁响应磁特征、正演模拟辅助参数设计、分层次多源超前判识方法运用于天池隧道富水岩溶裂隙超前判识。正演模拟进行探测参数设计优化后采集了最佳响应数据,同时模糊神经网络增加了地质与瞬变电磁的直接富水指标,提高了预测准确率。此外,还将瞬变电磁法成功应用于新华隧道富水溶洞、新越西隧道富水断层的探测。实例证明瞬变电磁对富水构造的探测准确性高。
孟祥东[3]（2020）在《时域地空电磁感应-极化模拟及参数提取方法研究》文中研究表明随着中国科技水平持续提升,对于矿产资源也有着更高的需求,资源的短缺制约经济和人们生活水平的提升。因此,迫切需要一种高效的矿产资源探测手段来解决我国资源短缺的问题。地空电磁探测方法主要是以电性源作为信号发射装置,通过加载阶跃电流的方式来激发大地产生二次感应场从而获取地下丰富的电性信息。地空电磁法涵盖了地面电磁法和航空电磁法的优势,具有效率高、覆盖面广等特点,在我国地球物理勘探领域有着极为广泛的应用。基于时域有限差分方法的数值模拟是了解地空电磁响应特征的重要手段。目前我国时域地空三维电磁数值模拟技术主要是基于平坦地形展开的,并且仅考虑感应场的存在。然而在实际的探测过程中,一半以上的矿产资源主要分布在山体丛林地区,并且大多数矿产资源属于极化体,如石墨、铜、银等常见矿产资源都具有明显的极化效应。因此,在数值模拟过程中,仅在平坦地形下考虑感应场而忽略极化场的存在具有很大的局限性。除此之外,由于极化体的存在,仅基于直流电导率计算的传统趋肤深度公式已经不再适用,需要寻求一种新的极化介质广义趋肤深度计算方法。本文在省科技厅项目“基于SQUID的磁极化-感应双场联合探测关键技术研究”和国家自然基金项目“基于分数阶有限差分法的时域电磁探测反常扩散机理研究”的资助下开展了对时域地空电磁感应-极化模拟的研究。提出了基于波场变换的时域地空三维电磁数值模拟方法。并且针对极化介质趋肤深度无法计算问题,推导了极化介质广义趋肤深度公式,实现了极化介质趋肤深度的计算。当地下介质具有极化效应时,仅用直流电导率进行数据解释,将会导致解释结果出现严重偏差,针对这一问题提出了基于粒子群的多极化参数提取方法,实现了对地下极化信息的参数提取及成像解释,提高了实测数据的解释精度。主要研究内容为:（1）基于波场变换理论,利用虚拟波动场与真实扩散场之间的对应关系,将麦克斯韦方程组转入到虚拟波动场进行差分计算。利用积分变换的方法将计算结果转回到真实扩散场中,提出了基于波场变换的地空三维电磁数值模拟方法。利用均匀半空间模型、层状模型以及起伏地形模型验证了方法的有效性,对板状体模型、山体地形模型以及海陆交互模型进行电磁响应特征分析。（2）在虚拟波动场中构建含有典型Cole-Cole模型的控制方程,对典型Cole-Cole模型的控制方程进行求解实现基于波场变换的地空电磁感应-极化模拟。利用理论模型验证了本方法的正确性,对三维极化体模型的电磁响应特征进行分析。指明时域地空电磁测量几何参数对极化响应结果的影响。为实际的极化测量提供了良好的理论依据。（3）以平面波传播理论作为基础,定义了基于Cole-Cole模型的极化介质广义趋肤深度公式,分析了无限频率下电导率、极化率、时间常数、频散系数等极化参数对趋肤深度的影响,总结出极化参数对趋肤深度产生影响的频率范围。（4）为了能够对极化介质进行成像解释,提出了基于粒子群的多极化参数提取方法。对建立理论模型进行成像解释,通过理论模型验证了粒子群多极化参数提取方法的正确性。将基于粒子群的多极化参数提取方法应用到栾川、连云港野外实验测量,提取了地下介质的极化信息,并进行电阻率-深度、极化率-深度成像,提高了极化介质数据解释精度。
马凌子[4]（2020）在《基于CN-FDTD的井下电磁正演模拟研究》文中进行了进一步梳理电磁计算是研究复杂目标电磁特性的主要方法。正演作为电磁计算问题研究过程的基础,其计算结果直接影响反演、成像的效果。因此,开展电磁正演模拟研究具有十分重要的意义。针对时域有限差分算法对精细结构的数值计算效率低的问题,提出一种改进的Crank-Nicolson时域有限差分算法。通过研究FDTD算法与Crank-Nicolson理论,使用中心差分和前后项替换计算的原理,推导全空间三维电磁时域有限差分算法。基于Crank-Nicolson差分格式的离散思想,对Maxwell旋度方程组的差分形式进行空间位置的拆分,设置所有物理量均与Z坐标无关,即Z方向的一阶偏导数为零,结合二维TM波、TE波的时域有限差分算法公式,推导出具有二阶精度的Crank-Nicolson时域有限差分方程,从而可以减少一个维度的数据计算量,大幅提高正演模拟的计算效率。构建井下含水断层、积水采空区富水区三维空间模型,对比FDTD算法、CN-FDTD算法以及改进的CN-FDTD算法的计算效率;基于改进的CN-FDTD算法,研究激励源函数及其工作频率对电磁正演模拟结果的影响,验证改进后算法的计算精度,并分析电场强度的空间分布规律和响应特征。改进的CN-FDTD算法较CN-FDTD算法的计算效率提高了 21.9%,内存占比降低了24.4%,较传统的时域有限差分算法的计算效率提高了 74.7%,内存占比降低了 32.6%,有效提高了正演模拟过程的计算效率。正演模拟所显示的富水区目标体和接收位置的距离,与模型相比,平均误差为0.69%,最大误差为0.78%,正演模拟结果和模型的吻合度较高。仿真结果表明,改进的CN-FDTD算法可应用于井下全空间三维电磁分量的分布规律和响应特征的研究,在求解精细结构的多尺度电磁问题时可有效提高计算效率,对后续的电磁反演、多维成像等研究均具有重大意义。
王勇[5]（2020）在《应用于地质灾害勘查的无人机载瞬变电磁处理技术研究》文中认为随着人类活动的日益加剧,地质灾害发生的次数也随之增加。自2010年至2018年间我国发生的地质灾害（滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降）共计115062起,造成了严重的人员伤亡和经济损失,并制约着社会发展和经济建设。其中,滑坡、崩塌和泥石流的发生次数占了总地质灾害次数的96.8%,是地质灾害防治工作的重点内容。对地质灾害发生前后的监测预警和地质情况的准确探测,不仅可以掌握该地区实际地层分布和地质结构分布等详细信息,还为分析评价该地区的稳定性提供最真实的数据,是研究地质灾害发生机理及后续防治治理工作的前提。由于地质灾害的发生主要影响浅地表范围内的地层结构和分布,在实际探测过程中需要利用浅层高分辨率的地球物理方法进行探测。然而,地质灾害发生的区域范围地质环境较为复杂,且对探测深度和精度有一定要求,导致绝大多数的应用地球物理方法无法开展实施（如电法和地震法）,即便可以开展实施,工作效率也不高。在这种情况下,需要一种适用于复杂地形条件且快速高效的地球物理探测方法。传统航空瞬变电磁方法因受地形条件影响小,工作效率高等优势,成为矿产探测、水文环境调查、岩土工程探测以及地质填图的首选,但是其费用昂贵、飞行速度快、飞行高度高、分辨率较低等缺点,不能满足小区域范围作业和浅层高分辨率的要求,尤其在国内目前该技术还无法普及应用。为了解决上述问题,本文利用无人机作为搭载平台,在空中完成瞬变电磁的发射和接收,将其应用于浅层地质灾害勘查方向,并对这种方法的可行性及处理技术进行相关研究。本文利用三维有限体积方法对时间域麦克斯韦方程组进行微分算子离散化,将单元格的中心,面,边缘和节点变量离散化成不同的弱形式,并对单元格的各个变量内积进行离散化。确定了理想电导体边界条件和初始场方法。在不考虑位移电流的情况下,采用后向欧拉离散化方法,提高了计算速度和精度。采用正演参数影响系数评价方法,用来分析评价正演参数的改变对微分方程求解的影响程度,为后续的不同地质灾害类型的电磁响应研究提供参考依据。为了研究不同地质灾害的电磁响应特性规律,本文根据实际情况分别构建了不同的三维地质灾害地电模型。对三维地下均匀半空间地电模型的进行了电磁响应特性规律研究,确定了该模型的电磁响应规律特征,为后续分析地质灾害地电模型提供背景参考。针对滑坡地电模型,研究了不同位置切片处滑坡体的感应电流密度强度和磁通量密度变化规律;构建了非水平层状三维泥石流地电模型,研究了不同厚度位置处的感应电流密度强度和磁通量密度变化规律;构建了三维不规则地面塌陷空洞地电模型,其感应电流密度强度和磁通量密度受高电导率空洞形状影响较大。除此之外,为了研究不同飞行高度,对不同地质灾害地电模型电磁响应特性规律的影响,选择了在同一个测点位置的时间与感应电压数据以及整条测线的电压抽道数据进行分析,确定了不同地质灾害类型的不同飞行高度范围。噪声压制处理是无人机载瞬变电磁数据处理过程中一项重要的内容,本文从理论研究及实际应用出发,针对无人机受到自身和外界环境因素干扰而造成数据的抖动和漂移等问题,可采用稀疏度基线估计方法进行噪声压制;利用百分位数结合离散傅里叶变换和短时傅立叶变换对能量分布较为集中的随机干扰噪声或者不确定噪声进行压制处理;对于一些环境噪声或尖脉冲干扰可采用中值滤波的方法进行压制处理等方法。基于Python和Java语言编制了一套完整的无人机载瞬变电磁数据处理程序。对程序底层数据处理逻辑流程和程序操作界面进行设计,可以满足大数据量的飞行数据处理要求,实现较好的人机交互。通过优化二、三维数据显示算法,可以快速高效地实现对二维和三维数据进行显示编辑处理。为了验证整套无人机载瞬变电磁系统的稳定性和野外工作性能,在野外进行了相关内容的测试。对浅层滑坡面的三维分布特征进行了探测,用以评价该方法在浅层探测应用中的可行性和准确性,根据本文研究内容对数据进行相关处理,并对噪声压制前后的数据进行了对比分析。通过将最终的处理数据与钻孔资料进行对比分析,得到深度电阻率剖面能较为真实的反映地层情况。同时,对泥石流地质灾害也进行了实际应用,主要对泥石流的影响深度范围和地层情况进行了探测研究,并与高密度电法处理结果进行了对比分析,证明两种地球物理探测方法的结果能够较好的吻合。证明了该套系统以及处理技术方法在浅层地质灾害探测深度以及分辨率上能够满足常规的勘查要求,具有一定的可行性与实际应用价值。
廖旭涛[6]（2019）在《基于城市地质灾害勘查的探地雷达成像和电磁谐振识别技术研究》文中认为随着社会进步和科学技术的发展,人类活动频度的增加和人类工程使城市地质环境所受影响和压力与日俱增。导致地质环境的改变日益增大,地质环境加速恶化,城市地质灾害已呈现出多发趋势。为了保障城市运行健康安全有序,查明这些地质灾害问题是必须而迫切的,必须依靠地质普查和地球物理探测相结合的方法。本研究针对探地雷达应用于城市地质灾害勘探中的相关问题进行了研究。基于电磁理论建立的探地雷达探测技术,其成像方法类似于传统的地震勘探技术。本研究采用电磁场时域有限差分法对探地雷达模型进行数值计算研究,对常见地质灾害模型的探地雷达进行三维正演成像,设计实用的三维成像软件对二维探地雷达数据进行三维成像。三维成像是探地雷达发展的必然趋势,其图谱对于地质解释人员来说大部分目标能直接识别。而对于大量的图像判别和多目标、复杂目标状态时,如何自动化识别出目标体,提高识别准确率、降低劳动强度,仍然是当前的探地雷达应用的难点。本研究对三维图像中的目标体所在纵向时域数据利用物体半空间的电磁谐振特性进行极点识别。电磁谐振理论在探地雷达应用上仍处于起步阶段。基于谐振区的奇点展开法是瞬态电磁场理论中的重要发展里程碑。该方法中能够使用较少的特征极点对目标的特性进行描述,使得识别系统的复杂度大大降低。该方法在军事领域取得了极大成功,但在以半空间探测为主要应用场所的探地雷达领域其应用进展仍然不大。本研究对常见的基本形状的物体电磁瞬态散射模型,研究其在介质空间和半空间环境下的电磁谐振。使用FDTD三维建模方法进行正演,然后利用矩阵束法对雷达回波信号时域曲线的晚期谐振段进行极点提取,提取结果与理论基相符合。分别研究了金属球体、介质球体、球状洞室、充水球状洞室、矩形柱状物体、圆柱状物体和柱状充水洞室,在介质空间、半空间的电磁谐振特性。对半空间散射回波,采用SVD解卷积法去除半空间界面对回波造成的影响。对非规则物体的FDTD三维建模,采用构造HDF5文件,将三维模型数据存贮于HDF5文件中,然后由gprMax软件调用实现非规则复杂三维模型的构造。对洞室内注不同水位的复杂电磁散射模型,研究其随水位升高时谐振极点为变化规律。为进一步研究半空间内物体的谐振特性,本研究探讨了探地雷达半空间圆柱状物体的电磁散射解析解,从解析理论的角度研究其散射特性。采用模式匹配法得到了偏心介质柱在线电流源和平面波源激励下的电磁散射解析解。该解在同心柱情况和偏心柱情况下,都与FDTD数值计算结果具有高度一致性。相对于文献方法,本研究解析解得到了数值计算结果的验证。表达式简洁,计算速度快,对于快速计算半空间圆柱状物体的散射性状,进一步研究物体的电磁谐振的本质有重要意义。上述研究成果,对于运用探地雷达技术探测、识别和解译城市地质灾害,如隐伏于城市地下的洞穴、暗河、岩柱、断层、岩层的类型及其演化规律等,提高城市防灾能力具有重要应用价值。
李文翰[7]（2019）在《复杂小目标体多分辨电磁仿真与高分辨成像方法研究》文中研究指明小尺度目标体是指各研究领域中相对尺度较小的目标体,在不同领域中,对于“小尺度”这一概念定义是不同的。但是需要研究的小尺度目标体的结构日趋复杂,探测分辨率要求不断提高,探测任务越发困难,对现有装备的探测能力和探测方法提出了挑战。在以往的探测中,往往首先要有探测装备,依据该装备研究探测的理论和方法,这样会导致由于激发的辐射场先天不足,即使在后期加强处理,也不能满足探测的要求。因此现代仪器和装备的制造需要首先在理论和方法技术的研究上实现创新,通过大量的仿真,研究场的分布特征,提出新的成像方法,以此为基础研制仪器和装备,完成探测任务。复杂小目标体的探测是目前电磁探测领域研究的难点问题。这不但需要丰富的谐波成分满足分辨能力的需求,同时还需要优化辐射源以提高辐射能量和转化效率。除此之外,还应加入多分辨和多尺度信息提取等技术进一步提高仪器装备的分辨能力。目前,复杂激发、复杂接收信号和多分辨信号处理等探测理念被用来解决目前探测任务中辐射源的辐射能力不足,分辨能力不足和抗干扰能力差等问题。对于复杂小目标体的探测,由于传统的辐射源在发射机理上存在瓶颈,难以对复杂结构的目标体进行高分辨的探测。因此,想要获得清晰的分辨效果,就必须从改变辐射源和探测方法和技术入手,优化辐射源的结构、提高辐射水平以及扩展谐波范围。为了使本文的研究具体化且使研究具有一般性,从三种不同领域的探测问题入手,逐一解决复杂小目标体的高分辨探测问题。对于脑瘤的早期检测问题,本文使用瞬变电磁阵列源作为辐射源,优化辐射脉冲,并利用视介电常数成像方法,解决脑胶质瘤的早期检测问题;使用高性能瞬变电磁“喇叭”源的良好辐射特性,以及优化辐射脉冲,解决太空碎片的预警问题;使用高性能瞬变电磁“喇叭”源、多分辨技术和多尺度信息提取技术,通过波场变换和偏移成像技术,解决城市地下空间的多尺度探测问题。从以上的探测问题不难发现,三种领域的探测工作均存在同样的因素,即根据被测物的物态属性不同,需要对探测装备进行优化调整。以最优脉冲选择为例,总会有一种脉冲最适合探测特定材质、尺度的目标体;如果不对辐射脉冲进行选择,那么探测时的分辨率会受到不同程度的损失,不利于探测问题的解决。又以城市地下空间的多尺度目标体探测为例,由于目标体尺度不一,仅仅优选出一组探测脉冲是远远不够的,想解决多尺度目标体的探测问题,需要利用多组脉冲对特定的多尺度目标体进行扫描式的探测,弥补单一脉冲在有效谐波上的不足。以上的实例说明,在制造探测装备前需要全面的了解辐射源的激发过程,目标体的响应情况等因素。盲目的制造仪器装备并不能将辐射源的探测效率提高,甚至可能无法达到预期的探测效果。随着现代探测技术的发展,已经不再局限于单一辐射源,单一辐射脉冲等简单探测方法,随着被测目标体的结构和材质的不断复杂,相应的探测方法也需要不断完善,探测方法服务被测目标的时代终将成为科学发展的趋势。
陈晓亮[8]（2019）在《各向异性地层中的垂直线源井地电磁测井正演模拟》文中研究表明井地电磁法是指井中供电,在地面接收电磁场的一种探测方法。在油气勘探开发过程中,井地电磁测井可用于圈定油藏边界和勘探剩余油气等工作。随着近年来非常规油气勘探开发工作的深入,如何在复杂的各向异性地层中开展井地电磁测井工作是一项新的挑战,而针对各向异性地层中的井地电磁正演问题开展研究工作可为这一应用提供重要的理论依据。本文首先采用解析方法对垂直电偶源在各向异性地层的井地测井正演响应进行理论推导,得到频率域的电磁响应并对比验证公式的正确性,考虑到瞬变电磁法具有对低阻体敏感、分辨能力强等优点,利用余弦变换法对频率域电磁响应进行频-时转换,得到时间域电场和磁场的离散表达式,采用数值模拟方法在时间域内对垂直电偶极子源井地测井正演响应进行计算,并针对薄互储层、覆盖层和基底层等不同模型参数对正演响应的影响进行分析;为了对深部各向异性油气探测,研究计算了长导线源在各向异性地层模型中的正演响应解析解,同时采用数值仿真软件进行对比验证解析解的正确性;最后使用有限元仿真软件对含套管的长导线源进行了正演模型分析及总结。本文通过理论分析及数值模拟表明:垂直电偶源和有限长导线源作为激励源在地表的电场响应中,地层纵向电阻率都起主导作用,横向电阻率影响较小;垂直电偶源瞬变电场响应受各向异性覆盖层的影响比各向异性基底层的影响明显;采用长导线源相比采用垂直电偶源,对油气层识别能力更强,敏感度更高;对于含有套管的有限长导线源测井模型,在套管的厚度以及套管电导率一定的条件下,随着地层电阻率的增加,套管对电磁响应的影响逐渐减少,频率越低电场受套管的影响越小,对异常体的敏感度也会降低。这些正演模型分析结果可为各向异性地层中开展的井地电磁测井工作提供理论基础和参考依据,具有重要的研究意义和价值。
李培明,柯本喜,万忠宏,王永涛[9]（2017）在《打造精品期刊,引领技术潮流——2016年《石油地球物理勘探》述评》文中认为到2016年,《石油地球物理勘探》创刊50周年,已成长为具国际影响力的优秀学术期刊,被美国EI等权威检索机构收录。2016年共刊出论文182篇,涉及到复杂地表、复杂构造、非常规油气藏等多个地球物理勘探领域;客观、全面地展示了中国石油物探领域的新方法、新技术与应用成果,反映了中国在该领域的科研水平和应用现状。本文从地震采集方法与技术、地震波场正演模拟研究、地震资料处理方法与应用、速度建模与偏移成像技术、地震资料综合解释与应用、重磁电技术与应用、测井技术与应用、地震地质研究与应用、微地震监测技术、软件开发与应用等十个方面对这些文章进行评述,并对物探技术的发展趋势进行了展望。
郭建磊[10]（2017）在《阵列源瞬变电磁法隧道高分辨超前探测研究》文中提出隧道挖掘过程中经常发生一系列地质灾害现象如突水突泥等,严重威胁施工人员与设备的安全并拖延隧道施工进度,甚至打破隧址区原有地下水分布及水文生态环境,影响当地居民的正常生活。随着近些年隧道地质超前预报方法的发展,大规模地质灾害体探测技术已经逐渐趋于成熟、完善,但是由于受到复杂的地质条件、有限的施工环境等因素的限制,目前的隧道探测技术对掌子面前的储、导水构造与水力联系的精细化探测与快速解释还存在一定的问题。要实现对上述地质灾害体的精细探测,需要在新方法、新技术和新理论等方面对地球物理勘探手段提出更高要求。瞬变电磁法是一种时间域电磁探测方法,目前已被广泛应用于隧道突水突泥超前预报及地下工程水害探测中。本文借鉴雷达天线中阵列辐射的思想,提出了阵列源瞬变电磁隧道超前预报方法以期对掌子面前方不良地质进行精细化探测,进而为后续的施工与灾害治理提供科学指导。阵列源瞬变电磁在掌子面上布置多个发射单元组成阵列源、多个测点采集信号,形成“多源辐射、多点接收”的工作方式。其在方法理论和探测效果上阵列源瞬变电磁超前预报具有以下优势:首先,通过缩短发射源的供电脉宽时间,展宽辐射场源的过零点带宽,丰富辐射场中的高频谐波成分,进而提高对构造的精细分辨能力;其次,通过扩大阵列源的规模和延长发射单元长度,能够提高发射源的整体辐射能量,进而达到提高响应信号信噪比和探测深度的目的。为进一步缩短三维复杂模型正演计算时间,本文在前人的工作基础上对异构并行算法进行了二次优化,使程序计算速度在原有并行加速的基础上提高5%左右;同时,针对阵列源辐射形式对时域有限差分的辐射源加载方式进行了修改,实现了大规模阵列源瞬变电磁法时域有限差分的正演计算。采用三维时域有限差分方法对所提出的阵列源瞬变电磁隧道超前预报方法进行了三维正演模拟:模拟并对比了常规回线源和阵列源瞬变电磁响应,验证了阵列源具有更强的异常体识别能力,特别是与掌子面平行的响应分量比垂直于掌子面的响应分量具有更好的分辨能力;通过模拟分析不同参数的阵列源激发下的二次场瞬变电磁三分量响应规律,验证了扩大阵列源的规模及延长发射单元长度可以显着的增强辐射强度;通过模拟不同距离、规模尺度以及导电特性的不良地质体的瞬变电磁响应规律,发现地质灾害体的规模越大、距掌子面距离越近、电阻率越低,其阵列源瞬变电磁响应越明显;通过分析阵列源对灾害体水平方向长度变化的瞬变电磁响应规律,本文发现?Bx/?t与?By/?t响应分量分别在Y方向与X方向上具有明显的分辨优势;模拟阵列源探测掌子面前方的薄断层,分析对应的磁场分布规律,发现阵列源对薄断层有明显的响应异常,可以清晰的探测到薄断层的存在。基于正演模拟的结果,本文所提出的阵列源瞬变电磁超前探测方法有利于解决施工隧道中超前精细化探测难题,正演模拟的结果可以作为今后阵列源仪器制作的指导依据。
二、宽带时域瞬变电磁新方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、宽带时域瞬变电磁新方法（论文提纲范文）
（1）巷道快速智能掘进超前探测技术与发展（论文提纲范文）
| 1 超前探测技术现状 |
| 1.1 常规超前探测方法应用 |
| 1.1.1 隧道掘进超前探测研究进展 |
| (1)钻爆法施工 |
| ① 地震方法。 |
| ② 电阻率法。 |
| ③ 电磁法。 |
| ④ 其他方法。 |
| (2)TBM法施工 |
| 1.1.2 矿井巷道超前探测研究进展 |
| (1)地震方法。 |
| (2)电阻率法。 |
| (3)电磁法。 |
| (4)其他方法。 |
| 1.2 随掘超前探测方法 |
| 1.2.1 隧道随掘超前探测 |
| (1)随掘地震。 |
| (2)随掘电法。 |
| 1.2.2 矿井巷道随掘超前探测 |
| (1)随掘地震。 |
| (2)随掘电法。 |
| 1.3 现有技术方法 |
| 2 巷道快速智能掘进超前探测技术发展面临的关键问题 |
| 2.1 快速掘进条件下超前探测地质问题极具复杂性 |
| 2.2 快速智能掘进超前探测技术选择局限性 |
| 3 巷道快速智能掘进超前探测关键技术发展思考 |
| 3.1 快速超前探测技术基础性研究 |
| 3.1.1 适用于煤巷的快速超前探测关键技术 |
| (1)掘进机震源随掘地震技术。 |
| (2)高精度地震探测方法及精细成像技术。 |
| (3)超长钻孔孔中瞬变电磁技术。 |
| 3.1.2 适用于岩巷的快速超前探测关键技术 |
| (1)TBM震源随掘地震技术。 |
| (2)BEAM随掘电法技术。 |
| 3.2 联合反演成像 |
| 3.3 大数据综合利用 |
| 3.4 透明化地质条件构建 |
| 4 结 语 |
（2）隧道富水构造瞬变电磁场响应特征及其超前判识研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道富水构造及涌突水机理研究现状 |
| 1.2.2 瞬变电磁三维数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 隧道地下水灾害超前预报研究现状 |
| 1.2.4 研究趋势与存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容及关键技术问题 |
| 1.4 研究思路、技术路线与创新点 |
| 1.4.1 研究思路与技术路线 |
| 1.4.2 本文主要创新点 |
| 第2章 隧道富水构造地质地球物理模型与特征研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 隧道富水构造主要类型 |
| 2.3 隧道富水构造地质特征与地质模型 |
| 2.3.1 富水岩溶构造及判识特征 |
| 2.3.2 富水断层构造及特征 |
| 2.3.3 富水裂隙带构造及特征 |
| 2.4 富水构造物性基础与地球物理模型 |
| 2.4.1 岩石物性的研究意义 |
| 2.4.2 富水构造的物性基础 |
| 2.4.3 富水构造的地电模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 瞬变电磁矢量有限元三维正演方法研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 时域电磁场方程 |
| 3.2.1 时域麦克斯韦方程 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 时域电磁场控制方程 |
| 3.3 时域直接矢量有限元方法研究 |
| 3.3.1 伽辽金加权余量法 |
| 3.3.2 矢量有限元方程推导 |
| 3.3.3 一阶四面体剖分与矢量基函数 |
| 3.3.4 单元矩阵分析及合成 |
| 3.4 大型方程组的求解 |
| 3.5 算法实现与验证 |
| 3.5.1 隧道环境中的处理 |
| 3.5.2 算法流程 |
| 3.5.3 均匀全空间模型有限元解与解析解验证 |
| 3.5.4 与前人Newman模型有限差分解验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 隧道典型模型瞬变电磁场响应特征研究 |
| 4.1 瞬变电磁案例模型重建模拟 |
| 4.1.1 华蓥山隧道突水溶洞案例 |
| 4.1.2 模型重建与数值模拟响应 |
| 4.2 均匀全空间模型瞬变电磁场响应 |
| 4.2.1 均匀全空间瞬变电磁场的特征 |
| 4.2.2 纯隧道全空间瞬变电磁场响应 |
| 4.3 富水断层构造瞬变电磁场响应 |
| 4.3.1 富水断层的响应特征 |
| 4.3.2 不同测量角度的响应 |
| 4.3.3 不同距离的响应特征 |
| 4.3.4 不同电阻率的响应特征 |
| 4.4 富水岩溶构造模型瞬变电磁场响应 |
| 4.5 富水裂隙带构造模型瞬变电磁场响应 |
| 4.6 施工台车干扰模型瞬变电磁场响应 |
| 4.6.1 有低阻异常体时隧道台车模型响应 |
| 4.6.2 隧道干扰源消减处理方法 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于多源信息约束的瞬变电磁超前判识研究 |
| 5.1 富水构造超前判识重点与难点 |
| 5.1.1 富水构造超前判识重难点 |
| 5.1.2 地质—地球物理融合解译 |
| 5.2 瞬变电磁富水构造判识特征 |
| 5.2.1 典型案例图像特征 |
| 5.2.2 数值模拟特征总结 |
| 5.3 正演模拟辅助探测参数设计 |
| 5.4 分层次多源信息约束的瞬变电磁超前判识 |
| 5.4.1 宏观层次定性预判富水重点目标 |
| 5.4.2 多源信息约束预报富水构造区段 |
| 5.4.3 富水构造掌子面地质判识特征与前兆标志 |
| 5.4.4 基于模糊神经网络的富水构造超前判识方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 瞬变电磁法在富水构造探测中的典型应用 |
| 6.1 天池隧道富水裂隙带TEM探测与超前判识 |
| 6.1.1 天池隧道地质地球物理背景 |
| 6.1.2 宏观地质预判富水构造目标 |
| 6.1.3 TSP信息约束预报富水构造区段 |
| 6.1.4 瞬变电磁现场探测参数辅助设计 |
| 6.1.5 现场探测与数据处理 |
| 6.1.6 瞬变电磁成果解译判识 |
| 6.1.7 基于模糊神经网络的富水岩溶裂隙超前判识 |
| 6.1.8 掌子面开挖验证 |
| 6.2 新华隧道富水溶洞TEM探测应用 |
| 6.3 新越西隧道富水断层TEM探测应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参与科研项目及学术成果 |
（3）时域地空电磁感应-极化模拟及参数提取方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 时域地空电磁法 |
| 1.2.2 感应-极化效应数值模拟方法 |
| 1.2.3 电磁探测的趋肤深度 |
| 1.3 论文主要研究思路及内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 电性源地空三维电磁数值模拟方法 |
| 2.1 地空电磁探测原理 |
| 2.1.1 电磁学基本理论 |
| 2.1.2 地空电磁探测的基本原理 |
| 2.2 波场变换-有限差分方法 |
| 2.2.1 虚拟波动场中的麦克斯韦方程组 |
| 2.2.2 扩散场电磁响应的恢复方法 |
| 2.2.3 虚拟波动场中有限差分的离散形式 |
| 2.3 计算效率分析 |
| 2.3.1 网格剖分形式 |
| 2.3.2 时间步长计算 |
| 2.4 典型模型的验证 |
| 2.4.1 均匀半空间模型 |
| 2.4.2 浅水域模型 |
| 2.4.3 复杂地形模型 |
| 2.5 纯导电模型的地空电磁响应特征分析 |
| 2.5.1 板状体模型 |
| 2.5.2 起伏地形模型 |
| 2.5.3 浅水域模型 |
| 2.5.4 海陆交互模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 典型Cole-Cole模型的感应-极化数值模拟研究 |
| 3.1 电磁探测中的感应-极化效应 |
| 3.1.1 感应-极化效应产生机理 |
| 3.1.2 典型Cole-Cole模型 |
| 3.2 典型Cole-Cole模型的响应计算 |
| 3.2.1 虚拟波动场中典型Cole-Cole模型的计算形式 |
| 3.2.2 虚拟波动场中感应-极化响应的数值求解 |
| 3.2.3 虚拟波动场中的稳定条件 |
| 3.3 虚拟电性源施加 |
| 3.3.1 虚拟电性源加载方法 |
| 3.3.2 虚拟电性源识别能力分析 |
| 3.4 虚拟波动场中CFS-PML边界条件的加载 |
| 3.5 理论模型的验证 |
| 3.5.1 均匀半空间模型 |
| 3.5.2 三维极化体模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 三维极化目标体的地空电磁响应特征分析 |
| 4.1 极化介质地空电磁响应特征分析 |
| 4.1.1 均匀半空间极化模型 |
| 4.1.2 层状极化模型 |
| 4.1.3 三维极化体模型 |
| 4.2 测量几何参数对极化响应的影响分析 |
| 4.2.1 不同接收位置对极化响应的影响 |
| 4.2.2 不同发射长度对极化响应的影响 |
| 4.2.3 不同极化体形态对极化响应的影响 |
| 4.3 不同深度的响应特征分析 |
| 4.3.1 层状模型 |
| 4.3.2 三维极化体模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 均匀极化介质的广义趋肤深度计算方法 |
| 5.1 广义趋肤深度计算方法 |
| 5.1.1 纯导电模型的趋肤深度 |
| 5.1.2 Cole-Cole模型的简化 |
| 5.1.3 简化Cole-Cole模型的趋肤深度 |
| 5.1.4 广义趋肤深度计算方法验证 |
| 5.2 极化介质广义趋肤深度特征分析 |
| 5.2.1 频率对广义趋肤深度的影响 |
| 5.2.2 极化参数对广义趋肤深度的影响 |
| 5.2.3 典型矿产资源的极化模型广义趋肤深度 |
| 5.3 近场源极化介质广义趋肤深度 |
| 5.3.1 近场源极化介质广义趋肤深度计算方法 |
| 5.3.2 近场源广义趋肤深度特征分析 |
| 5.4 时间域极化介质穿透深度求解方法 |
| 5.4.1 基于有理数逼近法的极化介质穿透深度计算方法 |
| 5.4.2 基于正则化技术的时频变换方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于粒子群的多极化参数提取及成像解释 |
| 6.1 基于粒子群算法的多极化参数提取 |
| 6.1.1 提取方法 |
| 6.1.2 提取步骤 |
| 6.1.3 单一极化参数提取方法 |
| 6.1.4 多极化参数提取方法 |
| 6.2 电阻率-深度成像方法 |
| 6.2.1 成像解释流程 |
| 6.2.2 层状模型 |
| 6.2.3 三维极化体模型 |
| 6.3 野外测量中非极化效应的识别 |
| 6.3.1 电导率差值引起的反号 |
| 6.3.2 滤波器所引起的反号 |
| 6.3.3 发射电流引起的反号 |
| 6.4 野外实测数据的参数提取 |
| 6.4.1 江苏连云港实验 |
| 6.4.2 河南栾川县实验 |
| 6.5 本章小节 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介攻读博士期间科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于CN-FDTD的井下电磁正演模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究思路和研究内容 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 三维时域有限差分算法研究 |
| 2.1 时域有限差分算法 |
| 2.2 数值稳定性条件 |
| 2.3 吸收边界条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 改进的三维Crank-Nicolson时域有限差分算法 |
| 3.1 Crank-Nicolson时域有限差分算法 |
| 3.1.1 CN-FDTD的基本原理 |
| 3.1.2 CN-FDTD的 Mur吸收边界条件 |
| 3.2 改进CN-FDTD算法 |
| 3.3 改进CN-FDTD算法计算效率分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于改进CN-FDTD的井下富水区三维正演模拟 |
| 4.1 富水区正演模型的建立 |
| 4.2 激励源的选取 |
| 4.2.1 激励源函数的选取 |
| 4.2.2 激励源频率的选取 |
| 4.3 算法验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）应用于地质灾害勘查的无人机载瞬变电磁处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航空电磁发展现状 |
| 1.2.2 三维正演理论研究现状 |
| 1.2.3 噪声压制处理现状 |
| 1.3 论文内容及结构安排 |
| 1.4 论文的主要创新点 |
| 第2章 三维有限体积法正演理论研究 |
| 2.1 时间域Maxwell方程组 |
| 2.2 微分算子离散化 |
| 2.3 内积离散化 |
| 2.4 后向欧拉离散化 |
| 2.5 边界条件和初始场 |
| 2.6 参数影响系数评价 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 地质灾害三维地电模型电磁响应规律研究 |
| 3.1 地下均匀半空间地电模型电磁响应特征研究 |
| 3.1.1 地下均匀半空间地电模型 |
| 3.1.2 地下均匀半空间感应电流密度特征规律 |
| 3.1.3 地下均匀半空间磁通量密度特征规律 |
| 3.2 滑坡电磁响应特性规律研究 |
| 3.2.1 滑坡地电模型 |
| 3.2.2 不同发射源和不同切片位置的电磁响应特性规律 |
| 3.2.3 同一切片位置不同发射源的电磁响应特性规律 |
| 3.2.4 不同飞行高度下的电磁响应规律 |
| 3.3 泥石流电磁响应特性规律研究 |
| 3.3.1 泥石流地电模型 |
| 3.3.2 泥石流感应电流密度特征规律 |
| 3.3.3 泥石流磁通量密度特征规律 |
| 3.3.4 不同飞行高度下的电磁响应规律 |
| 3.4 地面塌陷空洞电磁响应特征规律研究 |
| 3.4.1 地面塌陷空洞地电模型 |
| 3.4.2 地面塌陷空洞感应电流密度特征规律 |
| 3.4.3 地面塌陷空洞磁通量密度特征规律 |
| 3.4.4 不同飞行高度下的电磁响应规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 噪声压制处理研究 |
| 4.1 噪声压制基本理论 |
| 4.1.1 离散傅立叶变换 |
| 4.1.2 短时傅里叶变换 |
| 4.1.3 百分位数去噪 |
| 4.1.4 稀疏度基线估计去噪 |
| 4.1.5 中值滤波去噪 |
| 4.2 常见噪声干扰来源 |
| 4.2.1 环境干扰 |
| 4.2.2 飞行运动干扰 |
| 4.3 不同地质灾害地电模型噪声压制研究 |
| 4.3.1 滑坡地电模型噪声压制 |
| 4.3.2 泥石流地电模型噪声压制 |
| 4.3.3 地面塌陷空洞地电模型噪声压制 |
| 4.4 实际噪声压制处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 数据处理程序设计 |
| 5.1 程序底层数据处理逻辑流程设计 |
| 5.2 程序操作界面设计 |
| 5.2.1 程序主控界面设计 |
| 5.2.2 时窗积分和编辑设计 |
| 5.2.3 电压抽道显示设计 |
| 5.2.4 二维数据处理显示设计 |
| 5.2.5 三维数据体处理显示设计 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 实际应用研究 |
| 6.1 无人机载瞬变电磁系统 |
| 6.1.1 发射与采集接收系统 |
| 6.1.2 无人机系统 |
| 6.2 在滑坡探测中的应用 |
| 6.2.1 研究区域地质概况 |
| 6.2.2 采集装置形式 |
| 6.2.3 数据处理分析 |
| 6.3 在泥石流探测中的应用 |
| 6.3.1 研究区域地质概况 |
| 6.3.2 采集装置形式 |
| 6.3.3 数据处理分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于城市地质灾害勘查的探地雷达成像和电磁谐振识别技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 城市地质地球物理勘查技术现状 |
| 1.2.2 探地雷达研究和应用现状 |
| 1.2.3 存在问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 课题完成工作量 |
| 1.4 主要研究成果和创新点 |
| 1.4.1 主要研究成果 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第二章 地下探测电磁波正演成像技术 |
| 2.1 FDTD的基本理论 |
| 2.1.1 麦克斯韦方程的FDTD差分网格化 |
| 2.1.2 直角坐标系中的FDTD |
| 2.1.3 数值色散及稳定性条件 |
| 2.1.4 激励源及吸收边界条件 |
| 2.1.5 算例 |
| 2.2 总场散射场计算 |
| 2.2.1 平面波场引入 |
| 2.2.2 无泄漏波场的实现 |
| 2.3 gprMax探地雷达数值模拟软件 |
| 2.3.1 gprMax的输入 |
| 2.3.2 gprMax的输出 |
| 第三章 常见隐蔽地质灾害模型的正演成像 |
| 3.1 探地雷达数据表现 |
| 3.2 常见城市地质灾害模型的正演成像 |
| 3.2.1 洞室模型 |
| 3.2.2 巷道模型 |
| 3.2.3 柱状物体模型 |
| 3.2.4 岩层模型 |
| 3.2.5 断层模型 |
| 3.2.6 褶皱模型 |
| 3.3 实测数据显示 |
| 3.3.1 测试方法 |
| 3.3.2 软件开发 |
| 3.3.3 实例效果 |
| 第四章 球状物体的电磁谐振识别 |
| 4.1 奇点展开法 |
| 4.1.1 奇点展开法的发展 |
| 4.1.2 奇点展开法的电磁学基础 |
| 4.2 球状物体电磁谐振求解基础 |
| 4.2.1 解的基础 |
| 4.2.2 FDTD数值计算模型 |
| 4.3 金属球体的电磁谐振特性 |
| 4.3.1 金属球体的电磁谐振求解 |
| 4.3.2 金属球体的电磁谐振特性讨论 |
| 4.3.3 数值法验证 |
| 4.4 介质球体的电磁谐振特性 |
| 4.4.1 介质球体的电磁谐振求解 |
| 4.4.2 介质球体的电磁谐振特性讨论 |
| 4.4.3 数值法验证 |
| 4.5 球状洞室的电磁谐振特性 |
| 4.5.1 球状洞室的电磁谐振求解 |
| 4.5.2 数值法验证 |
| 4.5.3 填充液体的球状洞室的电磁谐振求解 |
| 4.6 半空间中球状物体的电磁谐振 |
| 4.6.1 半空间电磁散射数值计算 |
| 4.6.2 半空间电磁信号的SVD法处理 |
| 4.7 实物模型测试 |
| 4.7.1 自由空间金属球体 |
| 4.7.2 半空间电磁谐振试验 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 柱状物体的电磁谐振识别 |
| 5.1 柱状物体电磁谐振求解基础 |
| 5.2 圆柱体的电磁谐振特性 |
| 5.2.1 金属圆柱体的电磁谐振解 |
| 5.2.2 介质圆柱体的电磁谐振解 |
| 5.2.3 圆柱状洞室的电磁谐振特性 |
| 5.3 矩形柱体的电磁谐振特性 |
| 5.3.1 极点的品质因子表示方法 |
| 5.3.2 金属矩形柱的电磁谐振解 |
| 5.3.3 介质矩形柱的电磁谐振解 |
| 5.3.4 矩形柱状洞室的电磁谐振特性 |
| 5.4 实测验证 |
| 5.4.1 实测半空间金属矩形柱的电磁谐振识别 |
| 5.4.2 城市道路地质灾害实测应用 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 地质体的电磁散射求解 |
| 6.1 研究目的和现状 |
| 6.2 平面波激励的偏心介质柱电磁散射 |
| 6.2.1 模型 |
| 6.2.2 解的形式 |
| 6.2.3 解的推导 |
| 6.2.4 算例 |
| 6.3 线电流源激励的偏心介质柱电磁散射 |
| 6.3.1 解的模型 |
| 6.3.2 解的推导 |
| 6.3.3 算例及结果对比 |
| 6.3.4 小结 |
| 第七章 结论和不足之处 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 不足之处 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）复杂小目标体多分辨电磁仿真与高分辨成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外“三领域”多目标体探测研究现状 |
| 1.3.1 生物医学应用中的小目标探测研究现状 |
| 1.3.2 太空碎片小尺度目标探测研究现状 |
| 1.3.3 城市地下空间多尺度目标体探测现状 |
| 1.4 多尺度目标体三维电磁仿真与成像研究现状 |
| 1.4.1 FDTD仿真算法研究现状 |
| 1.4.2 时域电磁场矢量有限元仿真算法现状 |
| 1.5 多尺度目标体高分辨成像现状 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第2章 多尺度目标体的三维电磁仿真技术 |
| 2.1 小尺度目标体FDTD仿真算法原理 |
| 2.1.1 FDTD算法原理 |
| 2.1.2 电偶极子阵列源的设计与加载 |
| 2.1.3 电偶极子阵列源的辐射特性分析 |
| 2.2 多尺度目标体时域电磁矢量有限元算法原理与技术 |
| 2.2.1 时域电磁矢量有限元算法原理 |
| 2.2.2 瞬变电磁高性能喇叭源的设计与加载 |
| 2.2.3 瞬变电磁高性能喇叭源的辐射特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 多尺度目标体多分辨成像方法 |
| 3.1 辐射场的多分辨分析 |
| 3.1.1 多脉冲扫描方法 |
| 3.1.2 微分脉冲扫描方法 |
| 3.1.3 最佳脉宽选择 |
| 3.1.4 瞬变电磁电偶极子阵列源的高分辨分析 |
| 3.1.5 瞬变电磁高性能喇叭源的多分辨分析 |
| 3.2 瞬变电磁电偶极子阵列源视介电常数成像方法 |
| 3.2.1 瞬变电磁电偶极子阵列源视介电常数定义 |
| 3.2.2 视介电常数成像算例 |
| 3.3 瞬变电磁高性能辐射源视电阻率成像方法 |
| 3.3.1 瞬变电磁高性能辐射源的半空间正演方法 |
| 3.3.2 全域视电阻率的定义 |
| 3.3.3 全域视电阻率定义算例 |
| 3.4 瞬变电磁高性能辐射源偏移成像方法 |
| 3.4.1 波场变换 |
| 3.4.1.1 波场变换的预条件共轭梯度正则化算法 |
| 3.4.1.2 波场变换的扫时稳定算法 |
| 3.4.2 基尔霍夫偏移成像方法 |
| 3.5 多尺度信息提取方法 |
| 3.5.1 合成孔径原理 |
| 3.5.2 多尺度信息提取 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于电偶极子阵列源的早期脑胶质肿瘤的FDTD仿真与探测 |
| 4.1 早期脑胶质肿瘤的物理建模 |
| 4.2 生物体介质的最佳脉宽的选择 |
| 4.3 早期脑胶质肿瘤的散射场特征 |
| 4.4 早期脑胶质肿瘤的视介电常数成像 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于高性能辐射源的太空碎片的矢量有限元仿真与探测 |
| 5.1 太空碎片的建模 |
| 5.2 最佳脉冲的选择 |
| 5.3 太空碎片的二次场特征分析 |
| 5.4 太空碎片的时间断面分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于高性能辐射源的城市地下空间多尺度目标体的矢量有限元仿真与探测 |
| 6.1 城市地下空间的建模与辐射源结构设计 |
| 6.2 基于多脉冲扫描的城市地下空间多分辨分析 |
| 6.3 基于微分脉冲扫描的城市地下空间多分辨分析 |
| 6.3.1 单微分脉冲与单脉冲仿真对比 |
| 6.3.2 微分脉冲扫描仿真效果 |
| 6.4 城市地下空间的多尺度信息提取 |
| 6.4.1 基于多脉冲扫描的城市地下空间的多尺度信息提取 |
| 6.4.2 基于微分脉冲扫描的城市地下空间的多尺度信息提取 |
| 6.5 城市地下空间的波场变换偏移成像 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
| 攻博期间参加的科研项目 |
（8）各向异性地层中的垂直线源井地电磁测井正演模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作及创新点 |
| 第二章 垂直电偶源井地测井方法正演理论 |
| 2.1 垂直电偶源各向同性地层井地电磁响应 |
| 2.2 频率域电磁响应数值求解方法 |
| 2.3 电磁响应的频-时域转换方法 |
| 2.3.1 余弦滤波变换法 |
| 2.3.2 折线逼近变换法 |
| 2.4 瞬变电磁基本反演方法介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 垂直电偶源各向异性地层井地模型正演及响应分析 |
| 3.1 垂直电偶源各向异性地层正演公式推导 |
| 3.2 各向异性地层井地电场响应计算和模型分析 |
| 3.2.1 均匀半空间地层模型的电场响应计算 |
| 3.2.2 频率域电场数值对比验证 |
| 3.2.3 地层各向异性对电场响应的影响 |
| 3.3 瞬变电磁算法验证和模型分析 |
| 3.3.1 时间域数据对比验证 |
| 3.3.2 储层各向异性系数对电场响应的影响 |
| 3.3.3 径向距离和覆盖层对电场响应的影响 |
| 3.3.4 储油层采空区对电场响应的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 有限长导线源各向异性地层井地模型正演及响应分析 |
| 4.1 长导线源各向异性地层电磁正演公式推导 |
| 4.2 有限元方法对长导线源井地响应的仿真 |
| 4.2.1 电磁有限元方法控制理论 |
| 4.2.2 有限元方法网格剖分和矩阵求解 |
| 4.2.3 仿真流程设置 |
| 4.3 数值方法解与解析解对比验证 |
| 4.4 时效性分析 |
| 4.5 模型分析 |
| 4.5.1 线源各向异性高阻油气薄层敏感度分析 |
| 4.5.2 发射频率对各向异性地层电场响应的影响 |
| 4.5.3 各向异性覆盖层和基底层对电场响应的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 套管对井地电磁响应测井的影响 |
| 5.1 套管电磁理论方法介绍 |
| 5.2 解析解与仿真解对比验证 |
| 5.3 套管条件下背景层和频率对电场响应的影响 |
| 5.4 两种典型油气藏地电模型仿真模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）打造精品期刊,引领技术潮流——2016年《石油地球物理勘探》述评（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 地震采集方法与技术 |
| 2.1 海上地震采集技术 |
| 2.2 陆上地震采集技术 |
| 3 地震波场正演模拟研究 |
| 3.1 地震物理模拟与分析 |
| 3.2 各向同性介质地震模拟 |
| 3.3 各向异性介质地震模拟 |
| 3.4 黏滞介质的地震模拟 |
| 3.5 随机介质的地震模拟 |
| 3.6 地震模拟应用 |
| 4 地震资料处理方法与应用 |
| 4.1 数据预处理方法 |
| 4.2 信号分析方法 |
| 4.3 提高信噪比方法 |
| 4.4 提高分辨率方法 |
| 4.5 近地表速度反演与静校正方法 |
| 4.6 动校正与叠加方法 |
| 5 速度建模与偏移成像技术 |
| 5.1 偏移速度分析与建模方法 |
| 5.2 全波形速度反演方法 |
| 5.3 地震偏移方法 |
| 6 地震资料综合解释及应用 |
| 6.1 岩石物理研究 |
| 6.2 构造解释技术 |
| 6.3 属性提取与分析技术 |
| 6.4 地震反演技术 |
| 6.5 储层预测技术 |
| 7 重磁电技术与应用 |
| 7.1 大地电磁测深方法 |
| 7.2 时频电磁方法 |
| 7.3 海洋电磁法 |
| 7.4 时移电磁方法 |
| 7.5 联合勘探方法 |
| 8 测井技术与应用 |
| 9 地震地质研究与应用 |
| 1 0 微地震监测技术 |
| 1 1 软件开发与应用 |
| 1 2 结束语 |
（10）阵列源瞬变电磁法隧道高分辨超前探测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 瞬变电磁法FDTD发展现状 |
| 1.3 瞬变电磁法隧道超前探测发展现状 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 第二章 瞬变电磁三维时域有限差分正演理论 |
| 2.1 时间域麦克斯韦方程及离散 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 Yee晶胞格式 |
| 2.1.3 离散差分方程 |
| 2.2 边界条件及稳定性条件 |
| 2.2.1 边界条件 |
| 2.2.2 稳定性条件 |
| 2.3 异构并行算法二次优化 |
| 第三章 阵列源设计与特征分析 |
| 3.1 阵列源设计 |
| 3.2 阵列源加载 |
| 3.2.1 阵列源的施加 |
| 3.2.2 阵列源场源分辨能力分析 |
| 3.2.3 不同规模阵列源辐射强度对比 |
| 3.3 阵列源瞬变电磁场特征分析 |
| 3.3.1 不同规模的阵列源 |
| 3.3.2 不同发射单元间距的阵列源 |
| 3.3.3 不同发射单元长度的阵列源 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 隧道地质灾害体瞬变电磁响应特征 |
| 4.1 不同发射源地质灾害体瞬变电磁响应分析 |
| 4.2 隧道地质灾害体瞬变电磁响应特征 |
| 4.2.1 直立充水断层 |
| 4.2.1.1 断层厚度对瞬变电磁响应的影响 |
| 4.2.1.2 断层距掌子面距离对瞬变电磁响应的影响 |
| 4.2.1.3 断层电阻率对瞬变电磁响应的影响 |
| 4.2.2 充水溶洞 |
| 4.2.2.1 溶洞的规模对瞬变电磁响应的影响 |
| 4.2.2.2 溶洞电阻率对瞬变电磁响应的影响 |
| 4.2.2.3 充水与半充水溶洞的瞬变电磁响应 |
| 4.3 阵列源对X/Y方向长度变化的分辨能力 |
| 4.4 细小断层的瞬变电磁响应 |
| 4.5 电磁场分布特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
四、宽带时域瞬变电磁新方法（论文参考文献）
- [1]巷道快速智能掘进超前探测技术与发展[J]. 张平松,李圣林,邱实,郭立全,胡雄武. 煤炭学报, 2021(07)
- [2]隧道富水构造瞬变电磁场响应特征及其超前判识研究[D]. 张中. 成都理工大学, 2021
- [3]时域地空电磁感应-极化模拟及参数提取方法研究[D]. 孟祥东. 吉林大学, 2020
- [4]基于CN-FDTD的井下电磁正演模拟研究[D]. 马凌子. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]应用于地质灾害勘查的无人机载瞬变电磁处理技术研究[D]. 王勇. 吉林大学, 2020(08)
- [6]基于城市地质灾害勘查的探地雷达成像和电磁谐振识别技术研究[D]. 廖旭涛. 合肥工业大学, 2019(01)
- [7]复杂小目标体多分辨电磁仿真与高分辨成像方法研究[D]. 李文翰. 吉林大学, 2019(11)
- [8]各向异性地层中的垂直线源井地电磁测井正演模拟[D]. 陈晓亮. 长安大学, 2019(01)
- [9]打造精品期刊,引领技术潮流——2016年《石油地球物理勘探》述评[J]. 李培明,柯本喜,万忠宏,王永涛. 石油地球物理勘探, 2017(06)
- [10]阵列源瞬变电磁法隧道高分辨超前探测研究[D]. 郭建磊. 长安大学, 2017(04)