一、三维电磁技术研究与应用新进展（论文文献综述）
郭伟红[1]（2021）在《温变条件下岩石自然电位及激电特征研究》文中提出我国是世界上受煤田火灾影响最严重的国家之一,煤火燃烧直接导致大量煤炭资源损失,仅新疆地区每年因煤火燃烧直接损失约456.16万t煤炭资源,受威胁煤炭资源储量更高达15.26亿t。煤火在造成巨大经济损失的同时还对土壤资源、地表植被、地下水资源、大气等生态环境造成严重破坏和污染。因此,开展煤田火灾防治工作对保护煤炭资源和生态环境均具有重要的研究意义和工程应用价值。煤火探测是煤火防治研究中的难点和热点问题,也是煤田灭火的重要基础。虽然国内外许多学者已经对其进行了大量理论和现场应用研究,并取得了不少有益成果,但各探测方法依然存在一定的局限性,因此,煤火的准确探测仍需开展大量系统而深入的研究工作,且十分迫切。本文着眼于自然电位法与频域激电法,从岩石物理基础研究入手,利用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的研究方法。研究了岩石受热升温过程中自然电位的变化规律,揭示升温过程中岩石自然电位产生的过程和机理;通过不同岩石复电阻率测试试验揭示了烧变前后及温变条件下岩石激电特征变化规律,为频域激电法应用于煤火探测时判断其燃烧状态提供了理论基础和解释依据。论文得到的主要结论如下:（1）建立了岩石受热升温过程中自然电位测试系统,测试结果表明砂岩在加热过程中能够产生自然电位,且电位幅值变化与测点温度场的变化对应良好。升温过程中,砂岩自然电位随温度的升高而升高,其极值大小由温度和升温速率共同决定,升温速率高,自然电位极值较大。结合砂岩SEM测试结果分析了实验过程中自然电位产生和变化的机理,指出升温过程中砂岩自然电位的产生是由于热电效应和微裂缝的发育及其扩展引起的电荷分离作用,其中微裂缝等构造发育和扩展过程中的电荷分离作用起主导作用。（2）利用四极法对经过不同温度处理的岩石复电阻率进行了测试,实验结果表明:不同烧变温度的灰岩复电阻率均有明显的频散效应,且幅值和相位在低频范围内均变化较小,并随着频率的升高变化逐渐显着。经400℃及以上高温处理的灰岩的复电阻率幅值较低温时整体显着下降,数值下降接近103倍;400℃及以上的高温阶段灰岩Cole-Cole模型参数的时间常数τ值显着减小;频散率随烧变温度的升高总体呈降低趋势,由300℃过渡到400℃时频散率大幅下降。结合SEM测试结果阐明,灰岩经历不同温度处理后的复电阻率频散特性出现显着差异是由于温度导致的孔隙度、渗透率、连通性等灰岩内部结构变化造成的。建立了高温岩石复电阻率测试系统,开创性地研究了高温条件下岩石的激发极化现象,通过实验证明高温时岩石存在激发极化现象且高温岩石的复电阻率频谱响应特征与低温时存在明显差异。由离子导体极化时的“双电层”结构,提出高温岩石内部岩石颗粒表面存在类似离子导体的“双电层”结构。（3）频域激电法的探测数据天然包含视电阻率相关数据,即一次物探施工同时得到两组或两组以上不同物探方法的数据,因此本文对砂岩和灰岩的电阻率-温度特性进行了研究,研究发现不同岩性岩石的电阻率-温度特性曲线基本变化趋势相同。结合能带理论和岩石SEM测试结果,阐明了岩石电阻率-温度特性的变化机理:升温过程中岩石电阻率的变化是载流子浓度、内部结构变化两种因素相互耦合作用的结果。（4）以实测复电阻率数据为建模参数,建立异常体埋深变化以及异常体不同体积的数值模型,分析视频散率异常响应变化规律。对频域激电法煤火探测不同装置形式进行数值模拟,模拟结果表明,二极装置不仅可以确定异常体的水平位置,在底界面的定位上较三极和四极装置形式更为精准。建立了含煤层地电模型并进行电阻率法数值模拟,由含煤层地电模型的视电阻率等值线图可知,二极装置形式对于不同地层的分辨能力较好,可有效判断椭球形煤火异常体的水平及垂向位置。以上研究成果为自然电位法、频域激电法应用于煤火探测提供了理论基础和解释依据,对于促进自然电位法和频域激电法在煤火探测中的应用具有重要意义。该论文有图87幅,表8个,参考文献146篇。
李鹏,罗玉钦,田有,刘洋,鹿琪,陈常乐,刘财[2]（2021）在《深部地质资源地球物理探测技术研究发展》文中进行了进一步梳理随着经济发展,人类经济社会对资源与能源的需求日益增加.我国在采资源正在枯竭,供需矛盾不断加大,对外依存度较高.国家对陆地盲区、深地和深海的资源勘探极为重视,同时未来勘探对象更为隐蔽、地质条件更为复杂,勘探与开采难度越来越大.地球物理方法作为勘查技术中最有效准确的预测方法之一,为满足勘探任务的需求,近年来地球物理勘探在研究新技术、新方法、仪器研发和数据处理解释等方面取得突破性进展.本文详细阐述我国的金属矿、煤矿、油气以及非常规油气资源的勘探开发现状,归纳了相应领域的地球物理技术新进展,对深地资源的勘探开发进行了展望,为资源与能源开发提供参考.
杨云见[3]（2020）在《瞬变电磁数据频率域三维反演和空间约束反演方法研究》文中研究表明瞬变电磁法三维正反演问题的研究一直受到业内学者的广泛关注。由于瞬变电磁场时域正反演问题复杂、计算量大,三维正演精度、效率受限,反演存在收敛慢、效率低的问题,近年来的研究热点仍聚焦在高效、能用于实际数据反演解释的三维反演及成像方法上。鉴于频率域电磁法三维反演相对成熟并且便于并行计算,将瞬变电磁数据转换到频域（时频转换）,在频域内进行三维反演是一个重要的研究方向。一维反演是当前瞬变电磁实际数据反演的主要方法,但在工程应用中还存在很多不足:一维反演剖面横向连续性差的问题突出;对于非中心回线装置,仍存在反演效率低的问题。因此,一维反演的改进仍是当前技术条件下必要的研究。基于上述原因,本文开展基于时频转换的瞬变电磁数据三维反演及快速的空间约束反演方法研究,取得的主要成果如下:（1）实现了基于频-时转换的高精度回线源瞬变电磁三维正演算法。针对瞬变电磁数据频域三维反演研究的目的,从提高计算精度及效率上对基于频-时转换的回线源瞬变电磁三维正演算法进行了研究。为克服源的奇异性及保持数值计算的稳定性,采用异常场三维正演算法。基于电偶极子电磁场“电流项”与“接地项”的分解,得到便于精确计算、简洁的回线源背景场计算公式。引入“Flow Through”思想,实现背景场及频-时转换的快速计算。以双旋度异常电场微分方程作为控制方程,采用矢量有限元求解异常场。采用了Jacobian与SSOR复合预条件的BICGSTAB（l）法求解正演方程;对于多源正演方程的求解,则采用方程求解器直接分解以高效地求解。与前人计算结果、1D解析公式计算结果进行对比,结果表明本文三维正演方法正确,并且精度高。基于模型正演,分析了地面及地下的瞬变电磁异常特征,可为瞬变电磁勘探设计及资料解释提供参考。（2）有效地实现了瞬变电磁二次场数据的频域率三维反演。实现了一种精确、稳定的时频转换方法,将正弦变换的数字滤波系数写成矩阵形式,基于频谱光滑的特点,采用光滑约束的最小二乘法将瞬变电磁二次场数据精确地转换为频域虚分量,并可将时域噪声稳定地转换到频域,进而在频率域内求解瞬变电磁数据的三维反演问题。选取了收敛速度快、占内存小的有限内存拟牛顿法（L-BFGS）用于三维反演目标函数极小的求解,采用重启更新正则化因子的策略以使反演迭代“充分正则化”,并采用拟正演的方法高效地求取单源及多源目标函数的梯度。正演合成数据测试表明本文的三维反演方法效率较高,能够有效地恢复模型。实际数据测试显示该三维反演方法效率较高、迭代稳定、收敛效果好、反演结果合理,值得进一步地进行实用化研究。在三维反演方法研究的基础上,基于模型正演数据,深入分析了多源多覆盖的反演效果,相比单源单覆盖,其反演效果提高明显,该方法是提升瞬变电磁勘探效果的一个有效手段。（3）实现了一种叠加圆回线等效的瞬变电磁一维快速计算方法,在此基础上,构造了一种适应于一般测网相邻点约束的空间约束反演方法。借鉴圆回线等效矩形中心回线的方法,实现了一种叠加圆回线等效的快速计算方法,大幅地提高了偏移回线、大定源回线等装置的一维正演速度;在此基础上,将横向约束的原理引入地面二维、三维测网瞬变电磁数据的反演,针对一般三维测网并不严格规则的特点,构造了距离加权相邻点约束的空间约束反演方法。采用高斯-牛顿法求取反演目标函数的极小,并用半解析的方法高效地求取雅可比矩阵。该方法用于工程实践中,取得了良好的应用效果。由于空间约束反演为多方向的横向约束一维反演,该方法更适合于层状电性特征明显的地区。
赵睿,范涛,李宇腾,王继矿,马媛,王冰纯,刘磊,房哲[4]（2020）在《钻孔瞬变电磁探测在水力压裂效果检测中的应用》文中认为水力压裂技术广泛应用在矿井冲击地压防治、围岩卸压等各方面,但对于压裂效果的评价检测一直缺乏高效、直观的技术手段。为解决这一问题,采用动源动接收的钻孔瞬变电磁三分量探测方法,开发了一套适用于压裂孔内施工的探测装备以及配套施工工艺。在煤矿井下开展了2次工程试验,通过对比压裂前后2次探测数据垂直分量的处理结果,提取出纯异常场,确定主要裂缝分布范围,并根据2组水平分量的计算结果实现了异常体中心方位角定位,完成压裂裂缝的立体空间三维成像展示。研究表明:钻孔瞬变电磁三分量探测技术能够与煤矿井下压裂施工相结合,通过压裂前后探测结果对比获得压裂液的分布位置,进而分析压裂裂缝发育情况,实现压裂效果检测评价的目的。
杨冶[5]（2020）在《地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法研究》文中进行了进一步梳理地面-巷道瞬变电磁法是针对地面瞬变电磁法与矿井瞬变电磁法的技术缺点而提出的一种新的探测技术,该技术在克服地面、矿井瞬变电磁法缺点的基础上,融合了两者的优点,在煤矿隐蔽突水灾害水源探测方面有着良好的应用前景。由于采用地面发射、地下巷道空间中接收的观测方式,在数据处理与资料解释中,不能简单地移植原有的方法技术。为此,采用“动静”转化,将不同时刻的瞬变磁场等效为一系列连续的静态磁场,基于静磁场空间分布理论,提出了地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法,以实现对电性异常体的直接快速空间定位,主要研究内容如下:（1）依据自由空间中矩形回线源阶跃电流电磁场三分量表达式,计算矩形发射源激发磁场的时空分布特征。结果显示:在各个平面观测到的磁场合成矢量均指向发射回线中心,不同分量的形态各具特性,为矢量交汇技术的实现提供了理论基础。（2）基于“等效涡流环”理论,阐述了矢量交汇技术理论与方法,形成地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法。（3）建立了多组地面—巷道瞬变电磁探测地球物理模型,采用数值计算获得了不同地电模型的瞬变磁场信号响应特征,通过对磁场三分量进行矢量交汇处理,研究了矢量交汇技术在不同条件下（异常体与围岩不同电性差异、异常体不同空间位置、不同采样延时、低阻覆盖层影响、煤层影响、层状地层）对异常体中心的定位效果,探讨了该方法的适用性。结果表明:尽管不同条件下定位效果有所差异且在z方向上定位有一定误差,但整体而言矢量交汇技术实现不同异常体空间定位是可行的。（4）进一步分析了地面-巷道瞬变电磁法矢量交汇技术在z方向上存在定位误差的原因,提出了针对不同观测位置的矫正因子非线性拟合校正方法,提高了z方向定位精度。该论文有图60幅,表5个,参考文献100篇。
常帅[6]（2019）在《基于有限单元法的矿井多形态含水体瞬变电磁响应规律研究》文中研究表明煤矿水害问题一直是制约着我国煤炭安全生产的重要因素之一,随着矿井开采深度、强度及速度的增加,煤矿水害问题日益突出,而矿井瞬变电磁法由于其分辨率高、体积效应小、施工方便等优越性,在煤矿小区域水害探测中发挥着重要的作用。本文从磁偶极子出发,推导了其半空间与全空间瞬变电磁场解析式,并通过对其积分得到矿井多匝小回线源半空间与全空间磁场强度及感应电动势计算公式,并推导了两种情况下的晚期视电阻率计算方法与时深转换方法。针对矿井瞬变电磁法的正演,本文从麦克斯韦方程出发,推导了矿井多匝小回线源瞬变电磁场的有限元方程,采用四面体网格剖分,推导了其矢量基函数,并采用伽辽金法求解有限元控制方程,采用后退欧拉公式对计算时间进行离散,并结合MUMPS并行求解器实现大型线型稀疏方程组的求解,结合无限元理论,在计算区域外围设置无限元域,模拟电磁场传播到无限远处,采用局部网格加密的非结构化网格剖分方法进行有针对性地加密,并验证了算法的精确性。基于理论研究基础,本文对半全空间条件下各种不同情况的瞬变电磁响应规律进行了正演研究,并开展了一系列现场试验。主要研究成果如下:（1）矿井多匝小回线源半全空间感应电动势的衰减规律一致,衰减速度由t-5 2及r-3 2决定,全空间晚期回线中心感应电动势幅值是半空间的2.5倍,晚期视电阻率是半空间的约1.842倍。（2）半空间条件下感应电磁场主要集中在下部地层中,在模型分界面及附近空气区域迅速衰减,全空间模型的感应电磁场在模型中以线圈为中心均匀分布。半空间多匝小回线源其磁场主分量为z分量,全空间巷道超前探条件下主分量为x分量。对于地面瞬变电磁探测来说,矿井导水裂隙的存在会使其瞬变电磁响应呈现出更明显的低阻特性。线圈位于导水裂隙正上方时其响应最强,随着线圈与导水裂隙水平距离的增加,对导水裂隙的识别能力迅速减弱。单次探测对分布范围较大的覆岩含水层、老空水及导水裂隙的识别精度较低,若要确定其整个区域的分布情况,需要进行多个不同位置的瞬变电磁探测。（3）提出了瞬变电磁响应的“几何重心”效应,本文提出的几何重心忽略其原有物理意义上的密度参数,以低阻体的含水性作为低阻体密度指标,不管低阻体的形态分布有多复杂,其最先产生感应电磁场的区域是总其离线圈最近的部分,而最终异常体的感应电磁场总要集中在其几何重心附近。异常体一开始产生瞬变电磁响应的强度取决于其与多匝小回线源的距离,异常体距离越远,产生感应电动势时的值越小,但距离不同对其瞬变电磁场的衰减规律则没有影响。（4）提出了瞬变电磁响应的“电磁场投影面积”这一概念,某时刻的电磁场投影面积即为该时刻在感应电磁场的峰值中心处异常体在线圈平面上的投影。而异常体感应电磁场衰减规律主要取决于其电性、尺寸及电磁场投影面积。其中,异常体电阻率值越低,其感应电磁场的衰减速度就越慢;异常体的尺寸与异常体感应电磁场的衰减速度成反比,尺寸越大则衰减越慢;电磁场投影面积越大,对应时刻瞬变电磁响应衰减速度越慢。规则异常体瞬变电磁响应规律主要受电性和尺寸的影响,不规则异常体则主要受电性和电磁场投影面积的影响。（5）巷道对瞬变电磁场的影响很小,后者仅在巷道内部电磁场传播较快。巷道内金属设备对瞬变电磁场的影响主要来源于掘进机,带式输送机与锚杆对瞬变电磁场的影响相较于掘进机可以忽略。掘进机对瞬变电磁场的影响主要集中在早期,晚期影响可以忽略。掘进机离掘进头越近干扰越强,在距迎头10m或以上时,影响可以忽略。提出了掘进机的干扰消除策略,即利用场叠加的特性将总场响应减去纯掘进机的响应,经过对比验证,整体相对误差在9%以内。（6）基于本文的研究规律,分别开展了矿井地面瞬变电磁探测和井下巷道超前探测。地面瞬变电磁探测动态监测了河床下采煤工作面采动过程中的导水裂隙发育规律,发现当导水裂隙导通至上覆含水层的某一位置时,含水层的水迅速向下渗流,且侧向渗流会补充该位置的水量,导致整个含水层水位下降,对工作面安全生产造成威胁。而井下瞬变电磁探测以巷道掘进超前探测为例,探明了工作面前方的隐伏陷落柱,经过钻探验证,证实了矿井多匝小回线源瞬变电磁探测的有效性和精确性,指导矿方放水2.68万m3,保障了附近工作面的安全回采。
岳明鑫[7]（2019）在《复杂介质中可控源电磁法有限元正反演研究》文中进行了进一步梳理可控源电磁法凭借其成本低,勘探深度大,野外抗干扰能力强等特点,已广泛应用于油气和矿产资源勘探、环境工程等领域。近年来,为适应实际勘探中电磁精细结构探测的需求,可控源电磁仪器研发及数据采集技术不断提高,工业界和学术界都积累了大量的电磁观测数据。然而,与丰富的数据资源相比,复杂介质条件下的可控源电磁数据处理和解释能力依然不足。目前的可控源电磁三维正演大多基于介质各向同性电导率单一电磁特性,通常忽视地下介质客观存在的电导率各向异性、频散以及磁导率异常;而且可控源电磁方法众多,有频率域电磁法和时间域电磁法,发射源的形式又包括电性源和磁性源,因此目前的可控源电磁三维正演一般只适用于特定的电磁系统,存在兼容性差,无法处理复杂介质模型等诸多问题。同时,国内外的三维反演技术尚未成熟,计算效率和稳定性均有待提高,而且忽视电导率各向异性、频散以及磁导率异常带来的影响,会导致难于预料的解释偏差。针对以上问题,本文实现了电导率各向异性、频散及磁导率异常等复杂介质情况下的可控源电磁三维数值模拟,并研究复杂介质因素对频域和时域可控源电磁响应的影响;同时,实现了频率域可控源电磁数据的2.5维和三维反演,并讨论电导率各向异性、起伏地形等条件下的反演结果。正演部分基于电磁场的二次场控制方程,利用棱边单元离散二次电磁场,实现了电导率各向异性、频散以及同时存在磁导率异常等复杂介质情况下的可控源电磁三维矢量有限元数值模拟,以及有限元最后集成的大型线性方程组直接求解算法的并行化。在求得频率域电磁场后,使用快速余弦变换计算给出时域电磁场值。理论模型的数值模拟结果验证了三维正演计算的精度,并行计算则极大地提高了算法的效率。在研究各种复杂介质因素对可控源电磁响应的影响中,特别地利用基于Cole-Cole电导率频散模型的电磁三维矢量有限元,本文研究了频率域三维可控源电磁响应中的激发极化效应,提出了电磁频率测深中极化效应识别因子。该算法适用于可控源音频大地电磁、航空电磁、海洋电磁、瞬变电磁等频率域和时间域可控源电磁系统在复杂介质中三维正演计算,在此基础上建立起来的可控源电磁三维正演计算平台具有很好的通用性。反演研究中,考虑到可控源电磁实际应用中大多还是剖面测量,本文首先实现了频率域电阻率主轴各向异性条件下的2.5维反演算法并成功将其应用于海洋可控源电磁实测数据的反演解释,理论模型合成数据以及实际数据的反演结果均验证了本文算法的稳定性与可靠性。由于正演模拟中采用了非结构化网格的有限元算法,因此可以模拟任意的起伏地形和复杂的不规则异常体,实现2.5维带地形反演;同时,在正则化反演迭代中,针对不同接收频点、发射源点进行并行计算,大大提高反演的计算效率。最后,利用数据空间的共轭梯度算法实现了频率域可控源电磁三维反演。频率域电磁三维反演问题中,数据个数通常远远小于网格剖分后的模型个数,本文在数据空间进行三维反演计算,大大降低了每次迭代所需求解的方程组维数;同时,共轭梯度算法避免了显式求取和存储灵敏度矩阵所带来的巨大计算量和内存消耗,通过一次正演计算即可实现雅克比矩阵与向量乘积的求取,显着提高了计算效率。海洋可控源电磁合成数据和磁性源频率测深实测数据的三维反演结果表明,本文的频率域可控源电磁三维数据空间反演算法是可靠的,能够比较准确、快速地获得地下三维电性结构。进一步研究了地形、电导率各向异性对可控源电磁三维反演结果的影响,获得一些新的认识。
柳建新,赵然,郭振威[8]（2019）在《电磁法在金属矿勘查中的研究进展》文中研究说明电磁法勘探是以地壳中各种类型的岩石矿体导电性、导磁性等电磁学的性质为基本依据,通过对各类电场及电磁场在空间上的分布规律及时间特征进行观测和研究,找到各种有用的矿体、探明区域地质构造以及解决具体地质问题的一种地球物理勘查方法.地球物理电磁法多年来已在世界各处的铜矿、钼矿、铅锌矿、铝土矿、深部铀矿、海底热液多金属硫化物矿等金属矿产资源勘查中起到了重要作用.为了在未来将该地球物理方法更好地应用于金属矿的勘探开发工作,有必要对各种电磁法在应用时表现出的优缺点及未来发展走势作出详细分析.本文主要针对电磁法在金属矿产资源勘查中的应用与发展,对电磁法勘探的原理、仪器、各种分支方法、数据处理技术、反演解释等方面做出比较全面的论述,同时介绍了电磁法在陆地、空中、海洋等不同环境中的找矿实例与应用效果.未来电磁法勘探仪器将朝着高精度高分辨率、集成化采集、实时处理能力强、便于携带的方向发展,数据处理方面将融合多种地球物理方法进行联合反演及开展多学科交叉研究,而且电磁法的应用领域不再局限于地面和井中,航空电磁法和海洋电磁法在未来金属矿勘查工作中有着广阔的应用前景.
呼彦朴[9]（2017）在《时域电磁法虚拟波动场—三维有限差分数值模拟研究》文中提出时域电磁法在地质勘查、环境监测、地下水勘查以及矿井水害勘查等领域均具有巨大的应用前景。它具有施工效率高、对低阻目标体灵敏,剖面测量和测深工作可以同时完成,可以提供更多的实用信息等优点,引起了国内外研究人员的研究热情和投入。国内时域电磁法存在研究起步晚、理论创新不足等问题,且现有时域电磁法的数值模拟和数据解释还只是围绕简单的一维和二维大地模型展开。目前,时域电磁法对于地电条件复杂的三维情况,尤其是复杂地形情况的三维数值模拟存在严重研究不足的情况,与国外研究相比存在巨大的差距。我国地形平坦地区,矿产勘探已经基本完成。然而,占我国国土面积一半以上的复杂地形地区,矿产资源丰富,但是地形崎岖,环境恶劣,导致勘探程度较低。因此,寻求一种高效的时域电磁法三维数值模拟方法,为我国在复杂地形环境下进行时域电磁法探测提供技术指导,是极其迫切和必要的。针对时域电磁法复杂地形和地质环境下的三维数值模拟问题,本文在国家自然科学基金项目“基于全波形航空时域电磁探测的三维地质体识别技术研究”（No.41174095）、中科院国家重大科研装备研制项目“多模态航空瞬变电磁系统标定算法与实现”（No.ZDYZ2012-1-03）以及国家留学基金委留学基金（201406170119）的共同资助下,开展了时域电磁法虚拟波动场-三维有限差分数值模拟研究,主要研究内容如下:（1）针对时域电磁法数值模拟中缺乏针对基于波场变换技术的虚拟波动场方法研究的情况,采用了虚拟波动场和扩散场的对应关系进行了数值模拟的理论推导。该技术涵盖了扩散场麦克斯韦方程组的变换、虚拟波动场控制方程的构造等波场变换技术,设计了扩散场响应的恢复方式,形成和完善了时域电磁法数值模拟中的波场变化技术。（2）使用时域有限差分方法研究了虚拟波动场的控制方程求解问题。基于差分离散方法,将控制方程在空间和虚拟时间上进行离散。对模型剖分后,进行显式迭代求解,求解的过程遵循Courant-Friedrichs-Lewy稳定性条件。另外,将空气层进行处理,引入到计算区域中。在源的加载中,选用了一阶高斯脉冲的导数作为虚拟发射源的信号,推导了虚拟波动场中的全空间解析公式,并以此作为参照,验证了控制方程求解的正确性。（3）在虚拟波动场中使用了复频移卷积完全匹配层（CFS-PML）边界条件,解决了虚拟波动场-有限差分方法的边界条件问题。在虚拟波动场时域中推导了边界条件的理论公式,给出了边界条件的设置方法。通过均匀半空间以及三维异常体模型的数值模拟,对吸收参数进行了性能分析,并且同完全匹配层边界条件进行了吸收效果对比。（4）采用虚拟波动场-三维有限差分方法,分别模拟了时域电磁法磁性源和电性源的三维异常体模型电磁响应,分析了不同时域电磁法探测装置和不同模型下的电磁响应特点。通过与Spectral Lanczos Decomposition（SLDM）方法的对比,验证了本文方法的正确性。最后,对计算效率进行了分析。（5）对山峰、山谷、起伏地形分别进行了时域电磁法电性源的三维数值模拟,分析了地形和异常体的相对影响和相对响应,总结了山峰、山谷、起伏地形对电磁探测响应的影响特征。（6）根据地形对时域电磁法响应的影响特征,以虚拟波动场-三维有限差分方法为基础,采用相邻时间道视电阻率比值-递推方式,对野外实测数据进行了数据解释的地形校正,为我国在复杂地形环境下进行时域电磁法探测提供了新的技术手段。
林凡强[10]（2017）在《多通道瞬变电磁接收仪研发与采集研究》文中研究表明瞬变电磁法（TEM）是以电磁感应原理为基础,采用人工场源激发的时间域电磁探测方法,是以大地中岩矿石的导电性和导磁性为物性前提,通过不接地磁性源或接地电性源方式向地下发送脉冲信号,大地受激发产生瞬变电磁场,导电地质体受感应产生涡旋电流,产生二次场。TEM方法通过观测、分析二次磁场的过渡过程,进行地下地质异常体的探测。近年来,国内外对瞬变电磁法的仪器研发提出了较高的要求,为了能够更好的适应工程地球物理勘探和油气地球物理勘探的需要,新型的多分量、多参数、大深度探测的瞬变电磁仪器进入电磁探测领域,从原有的单一垂直分量测量到电场和磁场同时测量的时频电磁法（TFEM）、长偏移距瞬变电磁法（LOTEM）、以及多通道瞬变电磁法（MTEM）等。其中,发射方式从以磁性源方式居多,朝大功率、大电流发射的电性源方式过渡,发射波形从双极性信号往伪随机信号过渡,为瞬变电磁法在不同深度和不同领域的应用提供了巨大的发展空间。根据时间域瞬变电磁方法的发展和对仪器功能扩展的需求,设计研发了一种多通道瞬变电磁接收系统,选用接地电性源方式发射,采用精准时钟同步和高精度GPS授时单元,设计六通道同步数据采集系统,可同步采集地面电磁五分量（Ex、Ey、Hx、Hy、Hz）和磁感应强度变化率（dB/dt）。该设计方案符合未来瞬变电磁观测系统的多分量、大深度探测和多参数解释的发展方向,可实现同步多通道、多分量张量灵活组合的测量模式。主要研究成果如下:第一,在电法勘探中电磁感应方法的理论指导下,以电路电子技术和计算机技术为支撑,通过进一步研究瞬变电磁收发系统的特点、信息的采集方法和数据的处理技术,开发设计了低噪声电源电路板、采集与存储控制板,以及通道数可灵活组合的模拟信号采集板,可以实现两通道、四通道或六通道三种组合方式的新型多通道瞬变电磁接收仪系统。按照预设的思路进行设计,该系统既可以作为电磁场信息的大地响应接收系统,也可以作为瞬变电磁发射系统的电流波形记录装置,具有灵活、多样、高效等特点。第二,在接收仪的程序设计中,采用跨时钟域同步技术,实现了高达128k采样速率的、多通道同步的数据采集及存储功能,还兼具控制器之间的信息同步传输和数据交换。研发设计过程中,使用可编程逻辑器件设计了一个28位的高精度计时器来配合GPS秒脉冲信号,使各接收采集单元与发射系统的电流波形高精度同步,实现了时间信息和采集数据共同存储;同时,为了对接收仪进行标定,设计了外置标定单元电路;此外,采用超低功耗器件设计了无线监测模块,实现了接收仪运行状态的远距离监测。第三,多通道瞬变电磁接收仪能够同步接收磁感应强度变化率,还可以同步对两个方向的电场分量及三个方向的磁场分量进行观测。因此,该方法所能提供的信息量大,空间覆盖广;随着接收仪器动态范围的扩大和采样率的提高,在相同时间内,可以记录更加丰富的有用信息。此外,该多通道瞬变电磁接收仪兼容多种发射机,如加拿大CRONE公司的Digital PEM系统,凤凰公司T-4、TXU-30发射机,以及ZONGE公司的GDP-32电法仪等;接收传感器可使用空心线圈、不极化电极、磁探头等装置。第四,在实验室完成了直流信号输入时的性能测试,及交流信号输入时的测试实验;并进行了信号精度测量及信噪比计算分析,还开展了仪器的稳定性及道间一致性测试,验证了本接收仪在高速采样率下能实现数据的同步采集与存储,且可靠性很高。在不断完善电路和改进系统程序的过程中,完成了多通道瞬变电磁接收仪的研制。为了进一步测试仪器的性能,还在空旷地区使用凤凰公司T-4发射机以接地电性源发射方式,开展仪器的功能及性能测试,完成了两条测线的同步接收与采集试验,形成了两条测线的剖面图;并将本接收仪与凤凰公司的V8系统同步采集的二次场单点数据进行了对比,两套系统生成的衰减曲线形态一致性良好。第五,为验证多通道瞬变电磁接收仪的勘探实用性,在四川省乐山市某矿区开展了仪器对比测试,通过采集横跨矿脉测线的瞬变电磁数据,提取瞬变的二次场信息,之后采用深度学习方法进行去噪,进一步提高了系统的信噪比。在时间抽道后,对应高异常的采集点与矿脉的走向趋势一致,还与对应化探数据曲线中铜元素的高异常分布位置相吻合。在开展场地测试过程中,选取了一个采集点,将本接收仪与中科院电子研究所的采集站进行电场信息的并联同步采集,两个采集系统接收的电场波形一致。综上所述,本接收仪可通过程序灵活配置为电场强度、磁感应强度变化率以及磁场强度信息的采集系统,可以实现一机发射,多机、多通道同步采集及发射电流记录于一体的观测系统。多通道主要表现为在同一偏移距上多个测点的信息同步采集和存储,采用接地电性源方式发射,接收电场及磁感应强度等信息,对同偏移距的信息处理与地震勘探数据处理方法相似,通过共偏移距剖面图来推测地下某一深度目标的地电信息,是一套集采样通道多、动态范围宽、存储容量大及同步精度高等特点于一体的接收系统,在数据去噪方面还引入了深度学习方法。该仪器的设计研究对于开展深部矿体的精细探测具有重要实践意义,能大幅度的提高勘探效率,同时降低生产成本。
二、三维电磁技术研究与应用新进展（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、三维电磁技术研究与应用新进展（论文提纲范文）
（1）温变条件下岩石自然电位及激电特征研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 2 能带理论与岩石的激发极化效应 |
| 2.1 电子产生机制的能带理论 |
| 2.2 微破裂导致裂隙尖端电荷分离 |
| 2.3 岩石的激发极化效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 温变条件下岩石自然电位响应特征研究 |
| 3.1 自然电位测试系统 |
| 3.2 试样制备及电极布置 |
| 3.3 实验方案及误差控制 |
| 3.4 温变条件下岩石自然电位测试结果 |
| 3.5 温变条件下岩石自然电位产生机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 烧变前后岩石复电阻率演变规律研究 |
| 4.1 复电阻率测试系统 |
| 4.2 实验内容及方案 |
| 4.3 复电阻率测试结果 |
| 4.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 温变条件下岩石激电特征及电阻率演变规律 |
| 5.1 高温岩石复电阻率测试系统 |
| 5.2 高温岩石复电阻率测试实验方案 |
| 5.3 复电阻率测试结果 |
| 5.4 岩石的电阻率-温度特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 频域激电法煤火探测数值模拟 |
| 6.1 有限单元法 |
| 6.2 模型设计及准确度验证 |
| 6.3 布极方式及频率选择 |
| 6.4 均匀半空间视频散率分布特征 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 Cole-Cole模型参数反演计算程序 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）深部地质资源地球物理探测技术研究发展（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 资源能源勘探现状 |
| 1.1 金属矿产勘探 |
| 1.1.1 电 法 |
| 1.1.2 重力法 |
| 1.1.3 磁 法 |
| 1.1.4 地震法 |
| 1.2 煤炭勘探 |
| 1.2.1 地震法 |
| 1.2.2 电 法 |
| 1.2.3 难点及发展趋势 |
| 1.3 油气藏勘探 |
| 1.3.1 非震技术 |
| 1.3.2 地震技术 |
| 1.4 非常规油气地球物理勘探 |
| 1.4.1 页岩气 |
| 1.4.2 天然气水合物 |
| 1.4.3 致密砂岩气 |
| 1.4.4 煤层气与油砂 |
| 2 总结与展望 |
| 2.1 仪器设备自主化 |
| 2.2 环境安全问题 |
| 2.3 资源勘探难度增加 |
| 2.4 多学科、多方法联合勘探 |
| 2.5 国家能源行业转型在即 |
（3）瞬变电磁数据频率域三维反演和空间约束反演方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外应用与研究现状 |
| 1.2.1 TEM的发展与应用现状 |
| 1.2.2 TEM二、三维正演发展与研究现状 |
| 1.2.3 TEM二、三维反演发展与研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容与结构 |
| 1.4 本文的创新点 |
| 第2章 回线源瞬变电磁三维正演 |
| 2.1 回线源激发半空间背景场的快速计算 |
| 2.1.1 水平回线源激发半空间背景电磁场 |
| 2.1.2 背景场的快速数字滤波计算 |
| 2.2 异常场微分方程 |
| 2.3 单回线源异常场矢量有限元法求解 |
| 2.3.1 区域离散 |
| 2.3.2 插值基函数 |
| 2.3.3 单元分析 |
| 2.3.4 总刚度矩阵的组装 |
| 2.4 多回线源异常场矢量有限元求解 |
| 2.5 三维正演方程组的求解 |
| 2.6 阶跃时域瞬变响应的求解 |
| 2.6.1 频-时变换求解阶跃瞬变响应 |
| 2.6.2 频-时变换的快速数字滤波计算 |
| 2.7 三维正演方法验证 |
| 2.8 目标体的三维响应特征分析 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 基于时频转换的瞬变电磁数据三维反演 |
| 3.1 基于数字滤波的时频转换方法 |
| 3.1.1 时频转换方法 |
| 3.1.2 时频转换方法验证与分析 |
| 3.1.3 时频转换的噪声传递分析 |
| 3.2 最优化反演方法(L-BFGS)的选择 |
| 3.3 单源、多源三维反演目标函数及L-BFGS改进 |
| 3.4 三维反演目标函数梯度的求取 |
| 3.4.1 单源反演目标函数梯度的求取 |
| 3.4.2 多源反演目标函数梯度的求取 |
| 3.5 三维反演流程图 |
| 3.6 模型合成数据三维反演效果分析 |
| 3.6.1 单源合成数据反演分析 |
| 3.6.2 多源多覆盖合成数据反演分析 |
| 3.6.3 多源多覆盖反演与单源单覆盖反演目标函数梯度的对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于叠加圆回线等效的空间约束反演 |
| 4.1 水平回线源激发层状大地的瞬变响应 |
| 4.2 基于叠加圆回线等效的瞬变电磁快速一维正演 |
| 4.2.1 叠加圆回线等效的快速计算方法 |
| 4.2.2 叠加圆回线等效方法的效果验证 |
| 4.3 距离加权相邻点约束的空间约束反演 |
| 4.3.1 横向约束反演 |
| 4.3.2 空间约束反演 |
| 4.4 正演函数相对于模型偏导数的计算 |
| 4.5 横向约束及空间约束反演模型试算 |
| 4.5.1 横向约束反演模型试算 |
| 4.5.2 空间约束反演模型试算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 实际数据反演效果分析 |
| 5.1 基于叠加圆回线等效的横向约束反演在某地表层调查中的应用效果 |
| 5.1.1 基于叠加圆回线等效快速计算的偏移回线装置选择 |
| 5.1.2 横向约束反演 |
| 5.1.3 瞬变电磁表层调查的应用效果 |
| 5.2 空间约束反演在中东某采油区浅层结构调查中的应用效果 |
| 5.3 基于时频转换的实测数据三维反演测试及效果分析 |
| 5.3.1 实测数据的时频转换 |
| 5.3.2 基于时频转换的三维反演及效果分析 |
| 5.4 三维反演与空间约束反演效果的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（4）钻孔瞬变电磁探测在水力压裂效果检测中的应用（论文提纲范文）
| 1 方法原理 |
| 2 施工流程 |
| 3 数据处理 |
| 4 应用实例 |
| 5结论 |
（5）地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 地面-巷道瞬变电磁法探测技术理论 |
| 2.1 地面-巷道瞬变电磁法正演理论 |
| 2.2 地面-巷道瞬变电磁法探测技术工作方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 地面-巷道瞬变电磁法矢量交汇技术理论基础 |
| 3.1 矩形发射回线激发场 |
| 3.2 “等效涡流场”理论 |
| 3.3 地面-巷道TEM矢量交汇技术的实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地面-巷道瞬变电磁法简单地电模型响应及定位效果分析 |
| 4.1 矩形发射线框尺寸选择 |
| 4.2 一次激发磁场与异常体耦合关系 |
| 4.3 正演算法理论 |
| 4.4 简单地面-巷道模型的磁场分量响应及矢量交汇的定位效果分析 |
| 4.5 煤矿含水区域定位正演模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 矫正因子k的确定 |
| 5.1 矢量交汇z方向定位不准确原因 |
| 5.2 k的确定方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于有限单元法的矿井多形态含水体瞬变电磁响应规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 2 矿井多匝小回线源激发的瞬变电磁场 |
| 2.1 瞬变电磁法的基本原理 |
| 2.2 半空间矿井多匝小回线源的瞬变电磁场 |
| 2.3 全空间矿井多匝小回线源的瞬变电磁场 |
| 2.4 矿井多匝小回线源半全空间的瞬变电磁场比较 |
| 2.5 矿井多匝小回线源的视电阻率及时深转换计算方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 矿井瞬变电磁场时域有限单元法 |
| 3.1 时间域电磁场方程 |
| 3.2 有限单元法方程推导 |
| 3.3 正演问题的求解 |
| 3.4 算法精度验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 矿井瞬变电磁三维有限单元法正演模拟 |
| 4.1 半空间与全空间瞬变电磁场分布对比 |
| 4.2 半空间与全空间瞬变电磁响应对比 |
| 4.3 半空间条件下矿井含水体的瞬变电磁响应规律 |
| 4.4 半空间条件下矿井导水裂隙的瞬变电磁响应规律 |
| 4.5 全空间条件下掘进头前方含水体的瞬变电磁响应规律 |
| 4.6 异常体瞬变电磁响应规律的影响因素 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 瞬变电磁超前探测中巷道的影响 |
| 5.1 巷道影响下的瞬变电磁响应规律 |
| 5.2 岩层电性不同时巷道对瞬变电磁响应的影响 |
| 5.3 巷道几何尺寸对瞬变电磁响应的影响 |
| 5.4 线圈距迎头距离不同时巷道对瞬变电磁响应的影响 |
| 5.5 关断时间不同时巷道对瞬变电磁场的影响 |
| 5.6 巷道内的金属设备对瞬变电磁场的影响 |
| 5.7 巷道影响的干扰消除 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 矿井瞬变电磁探测工程实例 |
| 6.1 矿井多匝小回线源地面探测实例 |
| 6.2 矿井多匝小回线源巷道超前探测实例 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 1 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）复杂介质中可控源电磁法有限元正反演研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 可控源电磁法 |
| 1.1.1 航空电磁法 |
| 1.1.2 可控源音频大地电磁法 |
| 1.1.3 瞬变电磁法 |
| 1.1.4 海洋可控源电磁法 |
| 1.2 可控源电磁法的机遇与挑战 |
| 1.2.1 正演模拟问题 |
| 1.2.2 反演成像问题 |
| 1.2.3 可控源电磁法在复杂介质中应用的挑战 |
| 1.3 论文主要内容和创新点 |
| 第二章 可控源电磁法基本理论 |
| 2.1 地球介质电磁学特性 |
| 2.1.1 电导率 |
| 2.1.2 磁导率 |
| 2.1.3 介电常数 |
| 2.2 地球电磁场的基本方程 |
| 2.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.2.2 矢量霍姆赫兹方程 |
| 2.2.3 趋肤深度 |
| 2.3 频散电导率 |
| 2.3.1 激发极化效应 |
| 2.3.2 Cole-Cole电阻率模型 |
| 第三章 三维CSEM矢量有限元正演理论 |
| 3.1 二次场控制方程 |
| 3.2 一次场的求解 |
| 3.2.1 层状介质中的偶极子源的电磁场特性 |
| 3.2.2 层状模型算例 |
| 3.3 矢量有限元分析 |
| 3.3.1 伽辽金加权余量法 |
| 3.3.2 单元分析 |
| 3.3.3 整体刚度矩阵集成 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.4 大型稀疏线性方程组的求解 |
| 3.4.1 迭代求解器 |
| 3.4.2 直接求解器 |
| 3.5 时-频域转换 |
| 3.6 正演并行化方案设计 |
| 3.7 算法验证 |
| 3.7.1 频率域可控源电磁算法验证 |
| 3.7.2 时间域可控源电磁算法验证 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 介质磁化效应对CSEM响应的影响 |
| 4.1 磁化效应 |
| 4.2 磁化效应对时间域电磁数据影响研究 |
| 4.3 磁化效应对频率域电磁数据影响研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 CSEM响应中的激发极化效应 |
| 5.1 电偶源频率测深中的IP效应 |
| 5.2 磁偶源频率测深中的IP效应 |
| 5.3 CSEM数据对IP信息识别 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 电导率各向异性2.5维CSEM反演 |
| 6.1 电导率主轴各向异性2.5维正演理论 |
| 6.1.1 控制方程 |
| 6.1.2 波数域耦合偏微分方程 |
| 6.1.3 非结构化有限元分析 |
| 6.1.4 正演算法验证 |
| 6.2 反演理论 |
| 6.2.1 正则化反演算法 |
| 6.2.2 反演算法验证 |
| 6.3 合成数据反演 |
| 6.3.1 围岩为VTI介质模型 |
| 6.3.2 储层为VTI介质模型 |
| 6.3.3 围岩为HTI介质模型 |
| 6.3.4 储层为HTI介质模型 |
| 6.4 实测数据反演 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 基于数据空间的CSEM三维反演 |
| 7.1 反演理论 |
| 7.1.1 反演基本原理 |
| 7.1.2 共轭梯度算法 |
| 7.2 合成数据三维反演 |
| 7.2.1 海底纯异常模型 |
| 7.2.2 含盐丘模型 |
| 7.2.3 带地形模型 |
| 7.2.4 电阻率各向异性对海洋CSEM数据反演的影响 |
| 7.3 实测数据三维反演 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 下一步的工作计划 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）电磁法在金属矿勘查中的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 电磁法勘探原理及研究进展 |
| 1.1 大地电磁法与音频大地电磁法 |
| 1.2 可控源音频大地电磁法 |
| 1.3 广域电磁法 |
| 1.4 瞬变电磁法 |
| 1.5 其他电磁勘探方法 |
| 2 电磁法主要装备 |
| 3 电磁数据处理和反演技术 |
| 3.1 电磁数据的处理 |
| 3.2 电磁数据反演技术 |
| 4 电磁法勘探技术在国内外找金属矿中的应用 |
| 4.1 地面电磁法勘探 |
| 4.2 航空电磁法勘探 |
| 4.3 海洋电磁法勘探 |
| 5 展望 |
（9）时域电磁法虚拟波动场—三维有限差分数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 时域电磁法数值模拟研究进展 |
| 1.3 虚拟波动场-有限差分方法研究现状 |
| 1.4 主要技术路线 |
| 1.5 论文的结构安排 |
| 第2章 时域电磁法和波场变换技术原理 |
| 2.1 时域电磁法工作原理 |
| 2.1.1 时域磁性源电磁探测装置 |
| 2.1.2 时域电性源电磁探测装置 |
| 2.2 波场变换的基本方法 |
| 2.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.2.2 q域方法 |
| 2.2.3 Maa?方法 |
| 2.3 时域电磁法数值模拟中的波场变换技术 |
| 2.3.1 扩散-虚拟波动场的对应关系 |
| 2.3.2 虚拟波动场控制方程的构造 |
| 2.3.3 扩散场电磁响应的恢复 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 虚拟波动场控制方程求解 |
| 3.1 虚拟波动场的差分离散形式 |
| 3.1.1 空间的离散 |
| 3.1.2 虚拟时间的离散 |
| 3.1.3 虚拟波动场三维网格剖分 |
| 3.1.4 控制方程的差分离散 |
| 3.2 稳定性条件和数值色散 |
| 3.2.1 稳定性条件 |
| 3.2.2 数值色散 |
| 3.3 空气层的模型建立 |
| 3.4 虚拟激励源的施加 |
| 3.4.1 虚拟发射源空间位置 |
| 3.4.2 虚拟发射源的信号函数 |
| 3.5 虚拟波动场中的有限差分算法验证 |
| 3.5.1 虚拟波动场中的全空间解析式 |
| 3.5.2 结果对比和分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 虚拟波动场的边界条件研究 |
| 4.1 典型的边界条件介绍 |
| 4.1.1 Mur吸收边界条件 |
| 4.1.2 PML边界条件 |
| 4.2 虚拟波动场的CFS-PML边界条件 |
| 4.2.1 步进公式推导 |
| 4.2.2 边界条件设置 |
| 4.3 CFS-PML边界条件的参数选取 |
| 4.4 CFS-PML边界条件吸收效果验证 |
| 4.4.1 均匀半空间模型 |
| 4.4.2 三维异常体模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 时域三维电磁探测数值模拟研究 |
| 5.1 时域磁性源电磁探测的三维数值模拟 |
| 5.1.1 均匀半空间含有三维异常体模型 |
| 5.1.2 两层大地含有三维异常体模型 |
| 5.1.3 磁性源起伏地形模型 |
| 5.2 时域电性源电磁探测的三维数值模拟 |
| 5.2.1 均匀半空间含有三维异常体 |
| 5.2.2 复杂三维地质体模型 |
| 5.3 计算效率分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 复杂地形下时域电性源三维电磁响应分析 |
| 6.1 山峰地形下电磁特征分析 |
| 6.1.1 山峰地形模型 |
| 6.1.2 山峰地形含有三维异常体模型 |
| 6.2 山谷地形下电磁特征分析 |
| 6.2.1 山谷地形模型 |
| 6.2.2 山谷地形含有三维异常体模型 |
| 6.3 起伏地形下电磁特征分析 |
| 6.3.1 起伏地形模型 |
| 6.3.2 起伏地形含有三维异常体模型 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 野外实测数据的地形校正 |
| 7.1 数据解释 |
| 7.1.1 电性源探测视电阻率定义 |
| 7.1.2 视电阻率成像 |
| 7.2 复杂地形下的电性源数据解释 |
| 7.2.1 山峰地形的实测数据地形校正 |
| 7.2.2 山谷地形的实测数据地形校正 |
| 7.2.3 起伏地形的实测数据地形校正 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 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 |
（10）多通道瞬变电磁接收仪研发与采集研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.2.1 国外研究现状及进展 |
| 1.2.2 国内研究现状及进展 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 接收仪的指标对比 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第2章 多通道瞬变电磁测量原理及方法 |
| 2.1 瞬变电磁法介绍 |
| 2.1.1 瞬变电磁法的基本特点 |
| 2.1.2 瞬变电磁法的基本原理 |
| 2.1.3 瞬变电磁场的激发方式 |
| 2.1.4 瞬变电磁的分类方法 |
| 2.2 瞬变电磁法的理论基础 |
| 2.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.2.2 瞬变电磁场的频谱特征 |
| 2.2.3 不同场源形式下瞬变电磁的响应 |
| 2.2.4 微弱信号检测 |
| 2.3 瞬变电磁发射源的波形及工作装置 |
| 2.3.1 瞬变电磁法常用的发射波形 |
| 2.3.2 瞬变电磁法的工作装置 |
| 2.3.3 瞬变电磁采集接收的分量 |
| 2.3.4 多通道瞬变电磁法的技术特点 |
| 2.4 多通道瞬变电磁接收仪设计思路 |
| 2.4.1 接收仪的框架设计 |
| 2.4.2 接收仪的主要用途 |
| 2.4.3 接收仪的主要特点 |
| 2.4.4 接收仪的技术指标 |
| 2.5 深度学习去噪方法概述 |
| 2.5.1 去噪自编码器 |
| 2.5.2 去噪模型理论推导 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 多通道瞬变电磁接收仪硬件系统设计 |
| 3.1 接收仪硬件系统框架介绍 |
| 3.2 接收仪电源系统设计 |
| 3.3 信号调理电路设计 |
| 3.3.1 信号调理 |
| 3.3.2 前置放大器设计 |
| 3.3.3 输入级保护 |
| 3.3.4 程控放大电路设计 |
| 3.4 自然电位补偿电路设计 |
| 3.5 滤波器设计 |
| 3.5.1 工频陷波器设计 |
| 3.5.2 低通滤波器 |
| 3.6 模数转换电路设计 |
| 3.6.1 模拟转换技术 |
| 3.6.2 模数转换器对比 |
| 3.6.3 模拟板电源电路 |
| 3.6.4 模数转换的特性分析 |
| 3.6.5 AD7767 电路设计 |
| 3.7 FPGA采集单元电路设计 |
| 3.7.1 FPGA采集单元概述 |
| 3.7.2 FPGA单元电源电路 |
| 3.7.3 外扩存储器SRAM |
| 3.7.4 配置电路 |
| 3.7.5 SD卡存储器电路 |
| 3.7.6 FPGA与 STM32 接口 |
| 3.7.7 FPGA与模拟板接口电路 |
| 3.8 STM32 控制单元电路设计 |
| 3.8.1 STM32 控制器单元概述 |
| 3.8.2 STM32F407 芯片概述 |
| 3.8.3 STM32与FPGA接口 |
| 3.8.4 LCD电路设计 |
| 3.8.5 GPS时间同步单元 |
| 3.8.6 键盘电路设计 |
| 3.8.7 模拟板DAC接口 |
| 3.9 多通道瞬变电磁接收仪监测模块 |
| 3.9.1 ZIGBEE技术简介 |
| 3.9.2 ZIGBEE无线收发模块 |
| 3.9.3 CC2530 状态监测电路设计 |
| 3.10 增益微调及标定单元设计 |
| 3.11 小结 |
| 第4章 多通道瞬变电磁接收仪软件系统设计 |
| 4.1 接收仪软件系统框架设计 |
| 4.2 STM32 控制单元程序设计 |
| 4.2.1 人机交互设计 |
| 4.2.2 DAC7714 补偿电压输出 |
| 4.2.3 STM32F407与XC6SLX9 通信接口 |
| 4.2.4 GPS信息接收 |
| 4.2.5 通道状态信息的传输 |
| 4.3 FPGA采集控制单元程序设计 |
| 4.3.1 FPGA顶层程序设计 |
| 4.3.2 FPGA接收STM32F407 参数流程 |
| 4.3.3 滤波器频率控制输出 |
| 4.3.4 多通道数据采集控制 |
| 4.3.5 SD卡及文件系统控制程序 |
| 4.3.6 FPGA与 STM32 通信接口 |
| 4.3.7 数据缓存单元 |
| 4.4 ZigBee无线监测模块 |
| 4.4.1 监测状态显示流程 |
| 4.4.2 ZigBee收发程序流程 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 多通道瞬变电磁接收仪性能测试 |
| 5.1 单元电路及程序功能调试 |
| 5.1.1 主要测试设备 |
| 5.1.2 硬件测试步骤及方法 |
| 5.1.3 程序代码调试 |
| 5.1.4 系统调试总结 |
| 5.2 采集试验及分析 |
| 5.2.1 电阻网络直流性能测试 |
| 5.2.2 系统稳定性测试 |
| 5.2.3 通道间一致性测试 |
| 5.2.4 交流输入性能测试 |
| 5.2.5 系统性能测试分析 |
| 5.3 已存储数据处理 |
| 5.4 影响精度因素 |
| 5.4.1 ADC及动态范围 |
| 5.4.2 接地技术 |
| 5.4.3 各类噪声 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 多通道瞬变电磁接收仪采集试验研究 |
| 6.1 仪器采集测试试验 |
| 6.1.1 试验装置介绍 |
| 6.1.2 低采样率采集试验 |
| 6.2 场地数据采集试验 |
| 6.3 矿区测试试验 |
| 6.4 场地试验结果分析 |
| 6.5 瞬变电磁数据的去噪分析 |
| 6.5.1 数据集的获取 |
| 6.5.2 小波变换与卡尔曼滤波 |
| 6.5.3 堆叠式自编码器降噪滤波器 |
| 6.5.4 降噪效果分析与对比 |
| 6.6 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
| 附录 A |
四、三维电磁技术研究与应用新进展（论文参考文献）
- [1]温变条件下岩石自然电位及激电特征研究[D]. 郭伟红. 中国矿业大学, 2021
- [2]深部地质资源地球物理探测技术研究发展[J]. 李鹏,罗玉钦,田有,刘洋,鹿琪,陈常乐,刘财. 地球物理学进展, 2021(05)
- [3]瞬变电磁数据频率域三维反演和空间约束反演方法研究[D]. 杨云见. 成都理工大学, 2020(04)
- [4]钻孔瞬变电磁探测在水力压裂效果检测中的应用[J]. 赵睿,范涛,李宇腾,王继矿,马媛,王冰纯,刘磊,房哲. 煤田地质与勘探, 2020(04)
- [5]地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法研究[D]. 杨冶. 中国矿业大学, 2020(03)
- [6]基于有限单元法的矿井多形态含水体瞬变电磁响应规律研究[D]. 常帅. 中国矿业大学, 2019(09)
- [7]复杂介质中可控源电磁法有限元正反演研究[D]. 岳明鑫. 中国科学技术大学, 2019(05)
- [8]电磁法在金属矿勘查中的研究进展[J]. 柳建新,赵然,郭振威. 地球物理学进展, 2019(01)
- [9]时域电磁法虚拟波动场—三维有限差分数值模拟研究[D]. 呼彦朴. 吉林大学, 2017(03)
- [10]多通道瞬变电磁接收仪研发与采集研究[D]. 林凡强. 成都理工大学, 2017(02)