فهرست مطالب
فصل اول

مطالعات ژئوفيزيكي به كشف گيلبرت در سال1600 برمي¬گردد؛ كه زمين را مانند يك مغناطيس غول¬پيكر، در نظر گرفت. اما اولين قدم در كاربرد اين علم براي اكتشاف مواد معدني به سال 1843 مي¬رسد و زماني كه فونورده از تئودوليت مغناطيسي براي اندازه¬گيري تغييرات ميدان مغناطيسي زمين به منظور اكتشاف توده¬هاي آهن استفاده نمود. به دنبال آن در سال 1879 رابرت تالن با تاليف كتاب كشف ذخايرآهن به¬ وسيله روش¬هاي مغناطيسي قدم مؤثري در جهت كاربردي نمودن ژئوفيزيك اكتشافي برداشت (Dobrin and Savit, 1988).
با گذشت زمان و استفاده از ذخایر کم¬عمق موجود، راهی جز اکتشاف منابع عمیق¬تر باقی نمانده است. روش¬های ژئوفیزیکی از جمله روش¬های پرکاربرد در اکتشاف غیرمستقیم کانسارها، نفت، گاز، آب و همچنین کارهای مهندسی می¬باشند. اکتشافات بسیاری از کانه¬ها و کانی¬های اقتصادی با استفاده از روش¬های ژئوفیزیکی غیر لرزه¬ای مانند ژئوالکتریک، مغناطیس¬سنجی، الکترومغناطیس و گرانی¬سنجی صورت می¬گیرد. در این میان روش¬های الکترومغناطیسی را می¬توان پس از روش مغناطیس¬سنجی از جمله متداول¬ترین روش¬ها در اکتشافات معدنی به شمار آورد (Reynolds, 1997). روش¬های ژئوفیزیک هوابرد مانند مغناطیس¬سنجی، الکترومغناطیس، گرانی¬سنجی و غیره دارای سرعت عملیات بسیار بالا می¬باشند؛ که هر کدام بنا به خاصیت فیزیکی مورد مطالعه مربوط به ساختارهای زیر سطحی، کاربردهای متفاوتی دارند.
امروزه روش¬های الکترومغناطیسی علاوه بر موارد فوق، در اکتشاف و تعیین آلودگی منابع آب زیرزمینی و غیره به کار می¬روند (Tølbøll, 2007). این روش¬ها به دلیل تنوع سیستم¬ها و قابلیت-هایی چون سرعت بالای عملیات برداشت داده¬ها و قیمت مناسب، با سرعت زیادی در حال توسعه می¬باشد (Reynolds, 1997).
اندازه¬گیری¬های الکترومغناطیسی می¬تواند به دو صورت فعال و غیر فعال صورت گیرد. در اندازه¬گیری¬ با چشمه غیرفعال، از سیگنال¬های طبیعی زمین استفاده می¬شود. اما در اندازه¬گیری¬ با چشمه فعال یا با چشمه کنترل شونده در یک مکان مشخص، فرستنده¬ای مصنوعی در نزدیکی محل برداشت و یا در مکانی دورتر از محل برداشت (مانند فرستنده¬های نظامی و غیر نظامی رادیویی که برای تولید امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بسیار پایین در مگنتوتلوریک رادیویی استفاده می¬شود) نصب می¬شود (Nabighian, 1996). لازم به ذکر است حوزه مورد مطالعه در این تحقیق روش¬ الکترومغناطیسی با چشمه کنترل شونده می¬باشد. روش الکترومغناطیس هوابرد حوزه فرکانس با القای میدان مغناطیسی متناوب در فرکانس¬های مختلف، در ساختارهای زیرسطحی یک جریان الکتریکی القا می¬کند؛ که بسته به رسانندگی (یا مقاومت¬ویژه) ساختار مورد مطالعه، جریان القا شده یک میدان مغناطیسی القایی متقابل ایجاد می¬کند. این میدان القایی بسیار ضعیف است و با واحد قسمت در میلیون (ppm) محاسبه می¬شوند؛ که از نسبت میدان گیرنده به فرستنده به¬دست می¬آید. داده¬های برداشت شده دارای دو قسمت هم¬فاز و ناهم¬فاز (حقیقی و موهومی) هستند (Zhdanov, 2009).
در شکل (1-1) یک سیستم برداشت هلیکوپتری داده¬های الکترومغناطیسی نشان داده شده است. معمولاً در این سیستم برای برداشت داده¬های الکترومغناطیسی، بسته به فرکانس¬های استفاده شده برای تولید میدان مغناطیسی در منبع، چندین پیچه در قسمت فرستنده و گیرنده به ازای فرکانس¬های متفاوت استفاده می¬شود. هر چه فرکانس¬ استفاده شده در منبع موج الکترومغناطیسی بیشتر باشد، عمق نفوذ موج الکترمغناطیسی کاهش می¬یابد. با این روشِ برداشت داده می¬توان چندین سری داده¬ را به ازای فرکانس¬های برداشت متفاوت با عمق نفوذهای متفاوت برداشت کرد. به عبارتی هر نقطه برداشت یک سونداژ عمقی است. در این نوع برداشت¬های هوابرد معمولا یک مغناطیس¬سنج دقیق برای ثبت آنومالی¬های مغناطیسی و یک حسگر رادیومتری نیز وجود دارد. تجهیزات دقیقی چون GPS¬¬های دو فرکانسه، دوربین¬های ویدیویی و ارتفاع¬سنج¬های لیزری نیز در این سیستم به کار می¬روند Huang and Fraser, 2000)).

١-١ مقدمه……………………………………………………………..…………………………2
1-2 سابقه موضوع……………………………………………………………………. 5
1-3 طرح مسئله و ضرورت تحقیق……………………………………………………………6
1-4 اهداف مطالعه و روش تحقیق……………………………………………………………8
1-5 ساختار پایان¬نامه…………………………………………………………………10

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم

در سال¬های اخیر با توجه به پیشرفت علوم هوابرد و افزایش دقت دستگاه¬ها و امکانات ژئوفیزیکی، علاقه به استفاده از مزیت¬های روش¬های هوابرد افزایش یافته است (Poulsen, 2001; Christensen, 2003; Sorensen and Auken, 2003; Ploug et al., 2002). روش¬های هوابرد قادرند در مدت زمان کوتاهی حجم زیادی از داده¬ها را فراهم آورند. می¬توان با استفاده از این روش¬ها اطلاعات بسیار مفیدی از ساختار زیرسطحی منطقه مورد مطالعه به¬دست آورد. علاوه بر آن زمانی که بنا به شرایط صعب¬العبور منطقه دسترسی به آن به صورت مستقیم ممکن نباشد، تنها روش¬های هوابرد قادر خواهند بود اطلاعات مفیدی از منطقه مورد مطالعه فراهم آورند (Palacky and West, 1991).
روش الکترومغناطیسی هلیکوپتری حوزه فرکانس خصوصاً برای بررسی¬های مربوط به پراکندگی آب¬های زیرزمینی پیشنهاد شده است. چرا که روش هلیکوپتری به مراتب داده¬های با کیفیت¬تری نسبت به سایر روش¬های هوابرد برداشت می¬کنند. از طرف دیگر با برداشت داده در حوزه فرکانس، اطلاعات بسیار مفیدی از مقاومت¬ویژه لایه¬ها به ازای عمق¬های مختلف فراهم می¬شود.
2-2 روش الکترومغناطیسی هلیکوپتری
در این قسمت مقدمه¬ای از اصول و قوانین پایه¬ای روش¬های الکترومغناطیسی هلیکوپتری بیان می¬شود. علاوه بر این جزئیاتی از سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیسی با پرنده دیگهم ارائه خواهد شد. اطلاعات جامعی از سیستم¬های هوابرد الکترومغناطیسی از جمله روش الکترومغناطیسی هلیکوپتری در پالاکی و وست (Palacky and West, 1991)؛ فونشن (Fountain, 1998)؛ بارنیجر (Barringer, 1990)، قابل مطالعه است.
2-2-1 قوانین پایه
تمامی روش¬های الکترومغناطیسی از ابزارهای ژئوفیزیکی بر پایه بر هم کنش بین میدان¬های متغیر مغناطیسی و الکتریکی بر اساس معادلات ماکسول استفاده می¬کنند.
پیچه فرستنده (TX) میدان مغناطیسی متغیر با زمان تولید می¬کند. میدان اولیه، که نیروی الکترومغناطیسی به نواحی مجاور وارد می¬کند؛ باعث ایجاد جریان¬های القایی در زمین می¬شود. جریان القایی میدان مغناطیسی متغیر، متناسب با آن را تولید می¬کند. این میدان توسط یک پیچه گیرنده (RX) آشکارسازی می¬شود. میدان ثانویه حاوی اطلاعاتی از پراکندگی مقاومت¬ویژه درون زمین است. این اطلاعات بر اساس خواص مقاومت¬ویژه سنگ¬ها، قابل تفسیر است. روش¬های الکترومغناطیسی هلیکوپتری را می¬توان به دو حوزه زمان و فرکانس دسته¬بندی کرد. در حوزه فرکانس معمولا در فرکانسی ثابت، یک میدان مغناطیسی متناوب توسط یک جریان سینوسی تولید می¬شود. گیرنده¬ای که در فاصله ثابت از فرستنده قرار گرفته است، عناصر هم¬فاز (حقیقی) و ناهم¬فاز ( یا قسمت موهومی، پاسخی که 90 درجه با میدان مغناطیسی تولید شده در فرستنده اختلاف فاز دارد) را ثبت می¬کند. این داده¬ها معمولاً به صورت عددی مختلط و به ازای فرکانس¬های مجزای تولید میدان مغناطیسی در فرستنده بیان می¬شوند. فرکانس¬های پایین¬تر پاسخ¬های عمقی¬تر یا با عمق نفوذ بیشتر و فرکانس¬های بالاتر پاسخ¬های سطحی¬تر یا با عمق نفوذ کمتر منطقه هستند (McNeill, 1980; Gómez-Treviño et al., 2002). در سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیس هوابرد، پیچه¬ها و سنسورهای مختلفِ ارتفاع¬سنج و مختصات¬سنج درون محفظه¬ای استوانه¬ای شکل تحت عنوان پرنده قرار داده می¬شوند. این محفظه توسط هلیکوپتر بر روی منطقه مورد مطالعه حمل خواهد شد و داده¬ها روی خطوط پروازِ از قبل طراحی شده برداشت می¬شوند. در حین برداشت داده¬ها باید سعی شود که ارتفاع پرواز ثابت نگه داشته شود؛ تا داده¬های با بهترین کیفت برداشت حاصل گردد.
مدرن¬ترین سیستم¬های الکترومغناطیسی هوابرد دارای محدوده فرکانسی چند صد هرتز تا 100 مگاهرتز می¬باشند (Tølbøll, 2007). معمولا برای هر فرکانس خاص یک پیچه گیرنده و فرستنده مجزا در نظر گرفته می¬شود که در فاصله¬ای ثابت و کمتر از 10 متر از هم قرار می¬گیرند.
میدان ثانویه محاسبه شده به ازای قسمت در میلیون (ppm) اندازه¬گیری می¬شود. اگر I قسمت هم فاز و Q قسمت ناهم¬فاز داده¬ها باشند.

سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه زمان  (Zonge International, 2015 After

سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه زمان (Zonge International, 2015 After

2-1 روش¬های هوابرد الکترومغناطیسی…………………………….……………… 14
2-2 روش الکترومغناطیسی هلیکوپتری………………………………………….. 14
2-2-1 قوانین پایه…………………………………………………………………… 15
2-2-2 چینش پیچه¬ها…………………………………………………………….. 16
2-2-3 سیستم¬های الکترومغناطیس هوابرد با بال ثابت ………………………17
2-2-4 مزایا و معایب روش هوابرد حوزه زمانی (TEM)ا…………………………. 18
2-2-5 مزایا و معایب روش هلیکوپتری حوزه فرکانسی (FEM) ا………………..19
2-3 تئوری الکترومغناطیس……………………………………………………….. 21
2-3-1 معادلات ماکسول………………………………………………………….. 21
2-3-2 معادلات شلکونوف…………………………………………………………. 23
2-4 پاسخ¬های میدان مغناطیسی……………………………………………… 24
2-4-1 چشمه VMD ا……………………………………………………………….24
2-4-2 چشمه HMD ا……………………………………………………………….26
2-5 القای الکترومغناطیسی……………………………………………………… 26
2-6 پاسخ رسانای مدفون ………….…………………………………………………….31
2-7 رفتار میدان¬های الکترومغناطیسی در محیط¬های لایه¬ای…………… 34
2-7-1 ضریب بازتاب امواج تخت در محیط¬های لایه¬ای……………………… 34
2-8 معادله پیشرو الکترومغناطیس هوابرد………………………………………. 36
2-8-1 حل عددی مدل¬سازی پیشرو…………………………………………… 39

فصل سوم

اساس اصول منطقی، به تخميني از پارامترهاي مدل می¬پردازد. تئوري وارون دسته¬اي سازماندهي شده از روش¬هاي رياضي است؛ که سعی دارد با استفاده از داده¬ها مدل مجهول را پیش¬بینی کند. در حالی که در مدل¬سازی پیشرو با استفاده از تکنیک¬های ریاضی به صورت آزمون و خطا سعی در به¬دست آوردن مدلی می-شود که بر داده¬های برداشت شده منطبق باشد.
پارامترهایی که در تئوری وارون مجهول¬اند، به صورت مقادیر عددی یا آماری، بیانگر خصوصيات برجسته فیزیکی هستند؛ اين خصوصيات پارامترهاي مدل ناميده مي¬شوند. روش¬هاي خاصی براي ارتباط دادن پارامترهاي مدل به داده¬ها وجود دارد؛ که در ادامه برخی از آنها مورد بحث قرار می¬گیرند.
3-2 فرمول بندي مسائل وارون
گام اول در اکثر مسائل وارون، توصيفی از داده¬ها است. در بسياري از مسائل وارون داده¬ها به صورت مجموعه¬ای از مقادير عددي است که عناصر يك بردار را تشکیل می¬دهند. اگر N اندازه¬گيري در آزمايش به-خصوصي انجام گيرد؛ اين اعداد به صورت عناصري از بردار dبه طول N مشخص می¬شود. به طور مشابه پارامترهاي مدل نیز به صورت عناصري از بردار m با طول M بيان می¬شود.
نماد T بیانگر ترانهاده بردار یا ماتریس است. مفهوم بنیادی در مسئله¬ي وارون اين است كه رابطه¬ای بین پارامترهاي مدل و داده¬ها وجود دارد؛ اين رابطه مجموعه از ابزارهای ریاضی است که داده¬ها و پارامترهای مدل را مرتبط می¬سازد. در بسياري از مسائل واقعي داده¬ها و پارامترهاي مدل با روابط پيچيده¬اي با هم مرتبط¬ می-شوند (Menke, 1989).
يكي از هدف¬های تئوری وارون، حل معادلات براي پارامترهاي مدل یا به¬دست آوردن انواع جواب¬های ممکن و مطلوب با توجه به شرایط خاص یک مسئله است. به طور كلي f (d ,m) = 0 مي¬تواند شامل توابع پيچيده و غيرخطي از داده¬ها و پارامترهاي مدل باشد (Menke, 1989).
3-2-1 مسئله وارون خطي
ساده¬ترين مسائل وارون مسائلی هستند كه می¬توان آنها را با مجموعه ای از معادلات خطي به صورت d=Gm بيان كرد. بنابراين اين معادله شکلی از تابع معادله نظري وارون گسسته است. بسياري از مسائل وارون مهم در علوم فيزيكي با این معادلات توصیف می¬شوند. در موارد ديگر وقتي كه مسئله در برگيرنده معادلات پيچيده است، مي¬توان با استفاده از تقريب¬هاي مختلف آن را خطي کرده و حل نمود. ماتريس G كرنل داده¬ها یا ماتریس مشخصه مدل گفته مي¬شود (Menke, 1989).
تئوری وارون را می¬توان به سه دسته، تئوری وارون گسسته، تئوری وارون پيوسته که در برگیرنده داده¬هاي گسسته و توابع مدل پيوسته است و تئوری معادلات انتگرالی که داده¬ها و پارامترهاي مدل هر دو به¬وسیله تابع پيوسته d(x) وm(x) نشان داده می¬شوند؛ تقسیم بندی نمود. x نماد متغيرهاي مستقل مدل است (Menke, 1989). فرمول¬بندی¬های مربوط به تئوری وارون گسسته در رابطه (3-2)، تئوری وارون پیوسته در رابطه (3-3) و تئوری معادلات انتگرالی در رابطه (3-4) نشان داده شده است (Menke, 1989).
داده¬های di همواره دارای طبیعت گسسته هستند و تئوري وارون با نتايج حاصل از داده¬هاي مشاهده¬ای مرتبط است. پس باید هر دو مسئله وارون پيوسته و معادلات انتگرالی را با استفاده از تقريب¬های انتگرالی مانند قانون ذوزنقه يا فرمول¬هاي مربع سازي به مسائل وارون گسسته تبديل کرد.

3-2-2 تخمین¬های اندازه بردار خطا
برای هر مشاهده یک خطای پیش¬بینی یا عدم برازش تعریف می¬شود (Menke, 1989)؛
در این روش سعی می¬شود پارامترهای مدل طوری انتخاب شوند که در آن داده¬های پیش بینی شده d^pre تا حد امکان به داده¬های مشاهده شدهd^obs نزدیک شود.
مثالی ساده از تعیین اندازه بردار خطا یک مسئله ساده، برازش خط مستقیم بر داده¬ها را است (شکل 3-1). این مسئله با روشی که کمترین مربعات (LS) نامیده می¬شود، غالباً حل می¬شود. بهترین برازش زمانی صورت می¬گیرد که پارامترهای مدل دارای کمترین خطای کلE باشد که به صورت زیر تعریف می¬شود:
(3-6) خطای کل E یا مجموع مربعات خطاهای منفرد دقیقاً برابر مربع طول¬های هندسی از بردار e یا E=e^T e است. روش تخمین کمترین مربعات با یافتن پارامترهای مدلی که دارای اندازه طول کمینه است، داده-های تخمین زده شده یا d^est که فاصله هندسی مشاهدات گفته می¬شود، را برآورد می¬کند.
توجه شود که اگرچه طول هندسی، یک راه برای کمی کردن اندازه یا طول یک بردار است؛ اما تنها روش ممکن نیست. عبارت نُرم برای ارجاع به اندازه¬ای از طول به کار می¬رود و با دو خط عمودی نشان داده می¬شود؛ ‖e‖ نرم بردار e است. اغلب نرم¬های به کار گرفته شده بر اساس مجموع توان عناصری از بردار است و نام گرفته است، کهn برابر توان است (Menke, 1989).

تعداد دوره¬های تکرار است. زمانی دوره¬های تکرار متوقف می¬شود که مقادیر داده¬های محاسبه شده، در محدوده یک حد مشخص و تعیین شده به مقادیر داده¬های مشاهده¬ای نزدیک شوند و به پاسخ به¬دست آمده پاسخ بهینه می¬گویند. لازم به یاد آوری است که در این روش مدل اولیه باید موجود باشد؛ یا بتوان آنرا حدس زد. سپس با استفاده از رابطه پیشرو داده¬های محاسبه شده را با قرار دادن مقادیر پارامترهای اولیه در مدل به¬دست آورد. در برداشت¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه فرکانس تعداد داده¬های برداشت شده فراوان است. چون مدل¬سازی انجام شده برای تک تک سونداژها به صورت یک بعدی انجام خواهد شد، به روشی مناسب برای تعیین مدل اولیه برای تمامی سونداژها نیاز است. در فصل چهارم با مطالعه تعدادی از روش¬ها تفسیری سریع، روشی مناسب جهت ارائه الگوریتمی برای تعیین مدل اولیه مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
3-5 حل معادلات غیرخطی توسط الگوریتم مارکوارت- لونبرگ
الگوریتم مارکوارت- لونبرگ یک روش وابسته به تکرار است. این الگوریتم به یک روش استاندارد برای حل مسائل کمترین مربعات غیرخطی تبدیل شده است؛ که به طور گسترده در طیف وسیعی از علوم به کاربرده می¬شود (Meju, 1994).
می¬توان این روش را (که به اختصار L.M نامیده می¬شود) ترکیبی از روش سریع¬ترین کاهش و گوس نیوتن دانست. وقتی که جواب به¬دست آمده بسیار از جواب واقعی دور باشد، الگوریتم LM مانند روش سریع¬ترین کاهش عمل می¬کند. آرام ولی با یک تضمین همگرایی ولی وقتی جواب جاری به جواب واقعی نزدیک باشد، به روش گوس- نیوتن تبدیل می¬شود

چینش¬های متفاوت پیچه گیرنده و فرستنده در شکل به صورت 9 آرایش نشان داده شده است. در این میان تنها 6 آرایش که با رنگ سیاه پررنگ نشان داده شده¬اند، در حالتی که زمین به صورت یک بعدی مورد مطالعه قرار گیرد؛ استفاده می¬شوند

چینش¬های متفاوت پیچه گیرنده و فرستنده در شکل به صورت 9 آرایش نشان داده شده است. در این میان تنها 6 آرایش که با رنگ سیاه پررنگ نشان داده شده¬اند، در حالتی که زمین به صورت یک بعدی مورد مطالعه قرار گیرد؛ استفاده می¬شوند

3-1 مقدمه.…………..…………………………………………………………………….41
3-2 فرمول¬بندي مسائل وارون………………………………………………… 42
3-2-1 مسئله وارون خطي……………………………………………………… 42
3-2-2 تخمین¬های اندازه بردار خطا …………………………………………..43
3-3 راه حل کمترین مربعات برای مسائل وارون خطی………………………. 46
3-4 حل مسائل غیرخطی و تبدیل آنها به مسائل خطی……………………. 47
3-5 حل معادلات غیرخطی توسط الگوریتم مارکوارت- لونبرگ.…………..…….49
3-5-1 روش گوس- نیوتن………………………………………………………. 50
3-5-2 روش سریع¬ترین کاهش یا روش شیب نزولی……………………… 51
3-5-3 روش مارکوارت- لونبرگ………………………………………………….. 52
3-6 وارون¬سازی داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه فرکانس ……………………………………………………………………………………….…55
3-6-1 روابط ریاضی وتعاریف مربوط به قیدها………………………………….. 56
3-6-2 وارون¬سازی……………………………………………………………… 60
3-7 آشنایی بیشتر با روش وارون¬سازی قیدی داده¬ها…………………… 64

فصل چهارم

عموماً میدان ثانویه اندازه¬گیری شده یا داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه فرکانس، با دو قانون کلی به صورت مقاومت¬ویژه، قابل تفسیر می¬باشند؛ که به مدل نیم¬فضای همگن و نیم فضای لایه¬ای معروف می-باشند. متاسفانه در هر دو رویکرد وابستگی میدان ثانویه به نیم¬فضای مقاومت¬ویژه به شدت غیرخطی است. بنابراین روشی مستقیم با رابطه¬ای مشخص برای تعیین مقاومت¬ویژه ظاهری وجود ندارد. دو رویکرد عمده برای تفسیر داده¬¬های الکترومغناطیسی وجود دارد؛ راه حل اول استفاده از منحنی¬های استاندارد و تفسیر دستی داده¬های الکترومغناطیسی می¬باشد. روش دوم استفاده از روش¬های وارون¬سازی بر پایه تکرار است. ضعف روش اول این است که این روش، بسیار کُند است و نیازمند صرف زمان و هزینه بالایی می¬باشد. علاوه بر آن امکان اشتباه و بروز خطای انسانی نیز در تفسیر این منحنی¬ها برای تعداد زیادی از سونداژها افزایش می¬یابد. هر چند این روش وابسته به تجربه مفسر می¬تواند روش موثری برای آشکارسازی تغییرات مقاومت¬ویژه با عمق باشد؛ اما تقریبا استفاده از آن برای تفسیر داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد غیر ممکن است؛ چرا که تعداد ایستگاه¬ها بسیار زیاد است.
رویکرد دوم که استفاده از روش¬های بر پایه تکرار است؛ تنها گزینه مورد استفاده در این مورد می¬باشد. این الگوریتم در فصل سوم به تفصیل مورد بحث قرار گرفت؛ اما متاسفانه دقت نتایج نهایی این روش نیز وابسته به انتخاب مدل اولیه مناسب برای شروع وارون¬سازی می¬باشد. در این فصل با مقایسه چند روش سریع برای به¬دست آوردن مقاومت¬¬ویژه ظاهری و عمق¬ مرکزی متناظر با آن، روشی که دقت بهتری نسبت به سایر روش¬¬ها دارد، به‌ منظور تعیین مدل اولیه مورد استفاده در الگوریتمی کاملاً اتوماتیک؛ انتخاب می¬شود.

4-2 روش¬های سریع تفسیر داده¬های الکترومغناطیسی
در این تحقیق با مقایسه روش¬های سریع اما نه چندان دقیق (فریزر ، 1987؛ سنگپیل ، 1988؛ ماندری ، 1984؛ وایدلت ، 1972؛ سیمون ، 1997)، که به ارائه مقاومت¬ویژه ظاهری با عمق مرکزی وابسته به آنها می¬پردازند، مدل¬هایی نزدیک به واقعیت زمین¬شناسی منطقه از طریق نرم¬افزار، (EM1D) به دست خواهد آمد. سپس روش¬هایی که دقت بالاتری در تعیین مقاومت¬ویژه ظاهری و عمق مرکزی متناظر با آن داشته باشند؛ انتخاب می¬شوند. برای استفاده از روش¬های ذکر شده، برنامه¬ای در محیط نرم¬افزار MATLAB به‌ منظور تعیین مدل اولیه¬ای بر اساس مقاومت¬ویژه ظاهری و عمق مرکزی متناظر نگاشته شده است. ورودی این برنامه داده¬های خام و خروجی این برنامه مدل اولیه¬ای است که الگوریتم وارون¬سازی بر اساس آن مدل¬سازی را آغاز می¬کند.
4-2-1 فرمول¬بندی پایه
در سال 1950 تیخونوف الگوریتمی برای تفسیر داده¬های مقاومت ¬ویژه در مگنتوتلوریک ارائه داد. اگر فرض شود داده¬های الکترومغناطیس مشاهده¬ای، ناشی از یک نیم¬فضای همگن با مقاومت¬ویژه ρ باشد، ρa مقاومت¬¬ویژه نیم¬فضای همگن معرفی می¬شود. در این صورت ρa(z*) پراکندگی عمقی مقاومت¬ویژه را نتیجه می¬دهد. z* نیز عمق مرکزی متناظر با ρa لایه می¬باشد.
در سال 1978، فریزر الگوریتمی به صورت تفسیر نموداری مقاومت¬ویژه نیم¬فضا معرفی کرد که این الگوریتم توسط ماندری در سال 1984 به صورت عددی بهبود یافت. در سال 1988 سنگپیل الگوریتم عمق مرکزی (عمقي كه بيشترين تجمع جريان القايي حاصـل از ميـدان اوليـه در آنجـا
حضور دارد) را برای داده¬های (HEM) ارائه نمود. ويـــت در 1982، نـــسبت ميــدان مغناطيــسي ثانويــه بــه اوليــه حاصــل از ســيم¬پــيچ هم¬صفحه افقي روي زمين لايه¬اي را به¬صورت زيـر عرضـه كرده است (Wait, 1982):
(4-1)
كه در اينجـا Hs ميـدان ثانويـه، Hp ميـدان اوليـه، h ارتفـاع ســامانة گيرنــده- فرســتنده از ســطح زمــين، r فاصــله بــين ســيم پــيچ¬هــا،j0 تــابع بــسل نــوع اول مرتبــه صــفر و R0(λ) ضــريب بازگــشتي مــوج الكترومغناطيــسي از يــك زمــين لايه¬اي است؛ كه به¬صورت زير بيان مي¬شود.

4-1 مقدمه.…………………………..…………………………………………………….70
4-2 روش¬های سریع تفسیر داده¬های الکترومغناطیسی………………… 71
4-2-1 فرمول¬بندی پایه…………………………………………………………. 71
4-3 انتخاب روشی سریع برای تعیین مدل اولیه………………………………. 76
4-3-1 تعیین مقاومت¬ویژه به روش فریزر……………………………………….78
4-3-2 تعیین مقاومت¬ویژه به روش ماندری…………………………………… 81
4-3-3 تعیین مقاومت¬ویژه به روش سیمون………………………………….. 84
4-4 تحلیل نتایج به¬دست آمده از مدل¬های مصنوعی……………………. 87

فصل پنجم

تمامی تئوری¬ها و الگوریتم¬های مطرح شده در فصل¬های گذشته تنها در صورتی مفید هستند که در عمل برای داده¬های واقعی نتایج مطلوبی را فراهم آورند. هدف این فصل این است که، با استفاده از مدل¬های مصنوعی مختلف، توانایی روش¬های مطرح شده مورد آزمایش قرار گیرد. سپس داده¬های واقعی الکترومغناطیسی هوابرد منطقه باریکا در حوالی شهرستان سقز از استان کردستان، در الگوریتمی کاملاً خودکار و به صورت یک بعدی وارون¬سازی شوند. با قرار گرفتن مدل¬های تک بعدی در کنار یکدیگر، شبه-مقطعی دوبعدی از تغییرات جانبی و عمقی مقاومت¬ویژه در منطقه فراهم می¬شود. در ادامه نتایج حاصل بررسی و به تفسیر این نتایج با استفاده از اطلاعات زمین¬شناسی منطقه پرداخته می¬شود.
5-2 وارون¬سازی داده¬های مصنوعی الکترومغناطیس هوابرد حوزه فرکانس
در فصل گذشته با مقایسه چند روش سریع در تعیین مقاومت¬ویژه ظاهری و عمق مرکزی وابسته به آن، روشی سریع و تقریبی برای تعیین مدل اولیه پیشنهاد شد. در وارون¬سازی داده¬های الکترومغناطیسی با رویکرد زمین لایه¬ای، نیاز است که مدل اولیه دارای تعداد لایه¬های مشخص و با مرز مشخص باشد و هر کدام از این لایه¬ها دارای مقاومت¬ویژه واقعی ¬باشند (در عمل به دلیل گسستگی فرکانس¬های برداشت داده-ها، و محدود بودن این فرکانس¬ها، مقاومت¬ویژه این لایه¬ها میانگینی از مقاومت¬ویژه چند لایه¬ی زمین-شناسی خواهد بود). در روش¬هایی مانند وارون¬سازی به روش اکام ، تعداد زیادی لایه با ضخامتی ثابت در نظر گرفته می¬شود و تنها پارامترهای فیزیکی (مقاومت¬ویژه) مجهولات مسئله هستند.
شکل 5-1 شبه¬ مقطع مقاومت¬ویژه حاصل از وارون¬سازی به روش اُکام (شیرزادی تبار و همکاران، 1390).
با اندکی تأمل در شکل (5-1) مشخص می¬شود که، در وارون¬سازی به روش اُکام، با وجود اینکه مدل اولیه مربوطه ساده¬تر تعیین می¬شود (چون ضخامت لایه¬ها یا پارامترهای هندسی جزو مجهولات مسئله نیستند)؛ اما مرز مشخصی میان لایه¬بندی¬های مقاومت¬ویژه با این روش قابل تشخیص نیست. از طرفی برداشت¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه فرکانس، با هدف پی¬جویی¬های سطحی مواد معدنی و پراکندگی آب¬های زیرزمینی صورت می¬گیرد. هنگامی که مدل¬سازی به صورت لایه¬ای صورت گیرد (پارامترهای فیزیکی یعنی مقاومت¬ویژه و پارامترهای هندسی هر دو مجهولات مسئله می¬باشند)؛ می¬توان با مدل¬سازی دقیق لایه¬ای، اطلاعات بسیار مفیدی از سطح سفره آب، پراکندگی مواد معدنی سطحی و حتی برخی اطلاعات ساختمانی منطقه مانند محل شکستگی¬ها، گسل¬های شاخص در منطقه و همچنین جهت نیروهای ساختمانی وارد بر منطقه به¬دست آورد. شکل (5-2) شبه مقطعی دوبعدی از مدل¬سازی مقید لایه¬ای را نشان می¬دهد که از کنار هم قرار دادن مدل¬های یک¬بعدیِ داده¬های الکترومغناطیس هوابرد حوزه فرکانس به¬دست آمده است.

شکل 5-2 شبه مقطعی دوبعدی از مدل¬سازی مقید لایه¬ای که تغییرات مقاومت¬ویژه لایه¬ها را متناسب با تغییرات ضخامتِ آن¬ها نمایش می¬دهد (Seimon, 2009).
شکل (5-3) یک مدل مصنوعی سه لایه با ضخامت¬های 30، 20 متر و بی¬نهایت با مقاومت¬ویژه¬های 300، 100 و 50 اهم- متر را نشان می¬دهد؛ که مرزها و مقاومت¬ویژه¬های مربوط به این مدل با رنگ سیاه روی شکل مشخص شده است. داده¬های این مدل مصنوعی مربوط به سه فرکانس گسسته 900 هرتز، 7200 هرتز و 56000 هرتز می¬باشند. تغییرات رنگ¬ها بر اساس راهنمای رنگی مربوط به مقاومت¬ویژه ظاهری وابسته به عمق مرکزی است؛ که از طریق درون¬یابی تا 100 متری عمق زمین فرضی نمایش داده شده است. روند تدریجی تغییرات مقاومت¬ویژه روی شکل (5-3) کاملا مشهود است. تا عمق 15 متری مقاومت¬ویژه از 300 تا 200 اهم متر تغییر کرده است. از 15 تا 32 متری مقاومت¬ویژه از 200 تا 100 اهم متر تغییر کرده است و از 50 متری به بعد از 50 اهم متر به طرف صفر گرایش یافته است (به دلیل درون¬یابی انجام شده بین مقاومت¬ویژه ظاهری و عمق مرکزی متناسب با آن، لایه آخر به مقاومت¬ویژه صفر گرایش یافته است).
شکل 5-3 تعیین مدل اولیه با استفاده از مدل کیفی مقاومت¬ویژه، که در اختیار مفسر قرار می¬گیرد. این مدل مصنوعی دارای سه لایه با ضخامت¬های 30، 20 متر و بی¬نهایت با مقاومت¬ویژه¬های 300، 100 و 50 اهم- متر می¬باشد که با رنگ سیاه روی شکل مشخص شده است.
استفاده از روش کیفی برای تعیین مدل اولیه روشی خالی از لطف نیست. اما باید با شناخت کامل از روند تعیین مدل اولیه در طول الگوریتم و وارون¬سازی صورت گیرد؛ تا مدل اولیه¬ای مناسب برای شروع وارون-سازی انتخاب شود.
5-2-1 وارون¬سازی مقید داده¬های مصنوعی استاندارد حاوی نوفه
داده¬های مصنوعی استفاده شده در این تحقیق؛ با استفاده از کد معادله پیشروِ بهبود یافته گوپتاسارما- سینگ که پاسخ یک مدل دو بعدی است، برای قسمت¬های هم¬فاز و ناهم¬فاز داده¬های الکترومغناطیس هوابرد حوزه فرکانس با گام¬های 5 متری، ارتفاع پرواز 30 متری و فاصله سیم¬پیچ¬های گیرنده و فرستنده 8 متر در فرکانس¬های (f5=387, f4=1820, f3=8225, f2=41550, f1=133200 Hz) محاسبه شده است. در نهایت با نوفه تصادفی 1 تا 5 (ppm) ترکیب شده¬اند (شکل (5-4 الف))؛ که تا حدی توجیه کننده پیچیدگی¬های زمین¬شناسی می¬باشد (Arab Amiri et al., 2010). توجه شود پاسخ-های فرکانس¬های گسسته در حد (ppm) 1 برای پاسخ¬های فرکانسیِ پایین و در حد (ppm) 3000 برای پاسخ¬های فرکانسیِ بالا است، لذا این مقدار نوفه¬ی بالایی در داده¬های الکترومغناطیسی می¬باشد. معمولاً احتمال آلودگی پاسخ¬های فرکانسی پایین به نوفه¬ها بسیار بیشتر از پاسخ¬های فرکانسی بالا می¬باشد، لذا استفاده از این مقدار نوفه در داده¬های مدل مصنوعی توجیه¬پذیر می¬باشد. اما باید توجه کرد که هیچ¬گاه در برداشت¬های هوابرد واقعی داده¬های برداشت شده تاثیرپذیر از یک نوع نوفه نیستند و عوامل مختلفی در آنها تاثیر¬گذار است. این مدل مصنوعی مدل استانداردی است که معمولا برای مقایسه پاسخ روش¬های متفاوت مدل¬سازی الکترومغناطیسی از آن استفاده می¬شود (Seimon et al, 2009).

5-1 مقدمه….….…………………………………………………………………………..94
5-2 وارون¬سازی داده¬های مصنوعی الکترومغناطیس هوابرد حوزه فرکانس 94
5-2-1 وارون¬سازی مقید داده¬های مصنوعی استاندارد حاوی نوفه………. 96
5-2-2 وارون¬سازی مقید داده¬های مدل مصنوعی با پیچیدگی¬های ساختمانی……………………………………………………………………….. 103
5-3 وارون¬سازی مقید و تفسیر داده¬های هوابرد منطقه باریکا ………….107
5-3-1 پهنه¬های برشی منطقه باريکا ………………………………………..107
5-3-2 گسل¬ها………………………………………………………………… 109
5-3-3 تحلیل نتایج مدل¬سازی داده¬های باریکا……………………………. 113
5-4 برنامه نگاشته شده برای تفسیر داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه فرکانس…………………………………………………………………………….120

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل ششم

در این تحقیق هدف طراحی الگوریتم و برنامه¬ای در محیط نرم¬افزار MATLAB بود؛ که توانایی وارون¬سازی یک بعدی داده¬های خام الکترومغناطیس هوابرد و تهیه شبه¬مقاطع دوبعدی با اعمال قیدهای مختلف، را در الگوریتمی کاملا خودکار داشته باشد. در الگوریتم¬های وارون¬سازی که بر پایه تصحیح مدل در هر تکرار عمل می¬کنند؛ بزرگ¬ترین چالش پیش رو تعیین مدل اولیه برای ورودی تکرار اول است. در این تحقیق سعی شد با مقایسه چند روش سریع اما نه چندان دقیق، ابتدا مدلی اولیه با استفاده از نتایج به دست آمده مربوط به مقاومت¬ویژه ظاهری ویژه و عمق مرکزی متناظر با آن تعیین شود. روش انتخاب شده روشی ترکیبی است که از خواص مفید چند روش سریع بهره می¬برد. هر چه این روش نتایج دقیق-تری داشته باشد، نتایج نهایی نیز دقت بالاتری خواهند داشت. نکته بسیار مهم تعیین تعداد لایه¬های مدل اولیه است؛ که در این تحقیق چند روش متداول نیز به این منظور معرفی شد.
در نهایت الگوریتمی بر پایه استفاده از قیدهای هموارساز و عمقی (شامل استفاده از قید عمقی و جانبی) با دو هدف خاص اعمال شد.
اول اینکه اگر هموارسازی در طول الگوریتم وارون¬سازی و با خطای عدم برازش داده¬ها کنترل نشود، نتایج بسیار نامطلوبی در روند وارون¬سازی خواهد داشت. همان¬گونه که اشاره شد، هموارسازی داده¬ها جزئیات ساختاری منطقه را محو می¬کند و مرزهای جانبی دقیق ساختارهای مقاومت¬ویژه را از بین می¬برد.
دوم اینکه اگر وارون¬سازی به گونه¬ای باشد که در هر تکرار از اطلاعات عمقی سایر لایه¬ها نیز برای به¬دست آوردن نتیجه نهایی استفاده شود و این اطلاعات با اطلاعات ایستگاه مجاور مقایسه شود؛ می¬توان دقت نتایج را بسیار بهبود بخشید. همچنین استفاده از قیدها این امکان را به مفسر می¬دهد که اطلاعات اولیه را در الگوریتم وارون¬سازی وارد کند.

6-1 جمع بندی و نتیجه¬گیری…………………………………………….………126
6-2 پیشنهادات………………………………………………………………….128
منابع…………………………………………………………………………….. 130
پیوست…………………………………………………………………………..137

فهرست شکلها

شکل 1-1 سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیسی حوزه فرکانس…………… 4
شکل2-1 چینش¬های متفاوت پیچه گیرنده و فرستنده……………………………… 17
شکل 2-2 سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه زمان……… 19
شکل 2-3 سیستم برداشت داده¬های الکترومغناطیسی هوابرد حوزه فرکانس….. 20
شکل 2-4 شکل شماتیکی که دو بخش از معادله (2-21) را توصیف می¬کند……… 25
شکل 2-5 هندسه حاکم بر مساله میدان مغناطیسی ناشی از یک حلقه دایره¬ای. 27
شکل 2-6 القای مغناطیسی ناشی از جریان در حلقه اولیه روی حلقه ثانویه……… 28
شکل 2-7 القای متقابل در حلقه فرستنده (TX)، گیرنده (RX) و توده رسانا………..31
شکل 2-8 رفتار قسمت¬های حقیقی و موهومی تابع پاسخ بر حسب پارامتر پاسخ… 34
شکل 2-9 رفتار موج الکترومغناطیسی با قطبش¬های TE (الکتریکی) و TM (مغناطیسی) در عبور از محیط¬های لایه¬ای…………………………………………………………….. 35
شكل 3-1 برازش کمترین مربعات یک خط راست……………………………………… 45
شكل 3-2 خط راست برازش شده به جفت های(z,d) که خطا تحت نرم¬های L1، L2 و L∞….ا……………………………………………………………………………………… 46
شكل 3-3 فلوچارت وارون¬سازی داده¬های الکترومغناطیس هوابرد حوزه فرکانس در الگوریتمی کاملا اتوماتیک………………………………………………………………… 65
شکل 4-1 پارامترهای تاثیرگذار در برداشت¬های HEM..ا…………………………… 75
شکل4-2 (الف) مدل مصنوعی سه لایه با ضخامت¬های 20و30 متر و بی¬نهایت و مقاومت¬ویژه-های 50،20و50 اهم متر. (ب) مدل مصنوعی سه لایه با ضخامت¬های 20و30 متر و بی¬نهایت و مقاومت¬ویژه¬های 20،50 و20 اهم متر………………………. 77
شکل 4-3 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری فریزر و عمق مرکزی متناظر (z^* )…..ا……………………………………………………… 79
شکل¬ 4-4 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری فریزر و عمق مرکزی متناظر سنگپیل………………………………………………………….. 79
شکل¬ 4-5 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری فریزر و عمق مرکزی متناظر (z^*/2 )….ا……………………………………………………. 80
شکل¬ 4-تایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری فریزر و عمق مرکزی متناظر روش تعمیم یافته سیمون…………………………………………….. 80
شکل¬ 4-7 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری ماندری و عمق مرکزی متناظر (z^* )……ا………………………………………………………. 82
شکل¬ 4-8 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری ماندری و عمق مرکزی متناظر سنگپیل…………………………………………………………. 82
شکل¬ 4-9 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری ماندری و عمق مرکزی متناظر (z^*/2 )……ا………………………………………………… 83
شکل¬ 4-10 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری ماندری و عمق مرکزی متناظر روش تعمیم یافته سیمون……………………………….. 83
شکل¬ 4-11 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری سیمون و عمق مرکزی متناظر (z^* )….ا………………………………………………….. 85
شکل¬ 4-12 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری سیمون و عمق مرکزی متناظر سنگپیل ……………………………………………………. 85
شکل¬ 4-13 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری سیمون و عمق مرکزی متناظر (z^*/2 )….ا………………………………………………. 86
شکل¬ 4-14 نتایج به¬دست آمده از نرم¬افزار EM1D با روش مقاومت¬ویژه ظاهری سیمون و عمق مرکزی متناظر روش تعمیم یافته سیمون………………………………… 86
شکل 4-15 نتایج به¬دست آمده در محیط نرم¬افزار MATLAB با روش مقاومت¬ویژه ظاهری ماندری و عمق مرکزی متناظر روش (z^*/2 )………………………………..ا… 88
شکل 4-16 تعیین مدل اولیه بر اساس مقاومت¬ویژه متناظر با ضخامت لایه¬ها………………………………………………………………………………… 89
شکل 4-17 فلوچارت تعیین مدل اولیه با استفاده از ترکیب روش¬های سریع نیم فضا.¬…………………………………………………………………………………. 91
شکل 5-1 مقطع مقاومت¬ویژه حاصل از وارون¬سازی به روش اکام (شیرزادی تبار و همکاران، 1390)………………………………………………………………………. 94
شکل 5-2 شبه¬مقطعی دوبعدی از مدل¬سازی مقید لایه¬ای……………….. 95
شکل 5-3 تعیین مدل اولیه با استفاده از مدل کیفی مقاومت¬ویژه، که در اختیار مفسر قرار می-گیرد………………………………………………………………………………. 96
شکل 5-4 مدل مصنوعی که تغییرات مقاومت¬ویژه با راهنمای رنگی کنار آن مشخص شده است…………………………………………………………………………………… 97
شکل 5-5 مدل اولیه تعیین شده برای مدل مصنوعی شکل (5-4) قسمت الف……………………………………………………………………………………. 98
شکل 5-6 نتایج مدل¬سازی به روش مارکوارت- لونبرگ و خطای عدم برازش مربوط به هر مدل………………………………………………………………………………….. 101
شکل 5-7 نتایج مدل¬سازی به روش وارون¬سازی مقید و خطای عدم برازش مربوط به هر مدل…………………………………………………………………………………. 102
شکل 5-لف) مدل مصنوعی مورد مطالعه. ب) ناهنجاری مورد استفاده که پاسخ مدل مصنوعی قسمت الف می¬باشد. ج) نتیجه وارون¬سازی مقید داده¬های مصنوعی و خطای عدم برازش مدل و داده-ها………………………………………………………..104
شکل 5-9 الف) ناهنجاری مربوط به مدل مصنوعی شکل (5-8) قسمت الف، که هموارسازی شده¬اند. ب) نتایج مربوط به وارون¬سازی مقید ناهنجاری قسمت الف از شکل (5-9)…………………………………………………………………………………105
شکل 5-10 موقعیت استان کردستان و صفحه آلوت در نقشه ایران، موقعیت باریکا در صفحه آلوت……………………………………………………………………………….. 110
شکل 5-11 نقشه زمین¬شناسی منطقه باریکا…………………………….. 111
شکل 5-12 راهنمای رنگی نقشه زمین¬شناسی نشان داده شده در شکل (5-11)……………………………………………………………………………. 112
شکل 5-13 تصاویر مختلف با ارجاع به مختصات عکس¬ها در منطقه باریکا بر حسب مختصات طول و عرض جغرافیایی بر حسب درجه …………………………………….. 115
شکل 5-14 الف) ناهنجاری مربوط به خط برداشت12870 ب) نتیجه وارون¬سازی مقید ناهنجاری قسمت الف…………………………………………………………. 116
شکل 5-15 الف) ناهنجاری مربوط به خط برداشت 12910 ب) نتیجه وارون¬سازی مقید ناهنجاری قسمت الف………………………………………………………….. 117

Abstract

Generally, the measured secondary field data is inverted into resistivity using two principal models; the homogeneous half-space model and the layered half-space model. While the homogeneous half-space inversion uses single frequency data, the inversion is done individually for each of the frequencies used. The resulting parameter of the half-space inversion is the apparent resistivity which is the inverse of the apparent conductivity. It’s possible that using the fast method to calculate the apparent resistivity, if the distance between the HEM sensor and the top of the half-space is known. Unfortunately, the dependency of the secondary field on the half-space resistivity is highly non-linear. Thus, the inversion is not straightforward and the apparent resistivities have to be derived by the use of look-up tables, curve fitting or iterative inversion procedures (Fraser, 1978; Siemon, 1997; Siemon, 2001).
The usual technique for inversion of airborne electromagnetic data frequency domain (HEM) data is a 1D single site inversion, because of the 2D and 3D inversion of HEM data wants very powerful computer hardware. Some inversion method for electromagnetic data inversion suggested. Usually this method updated for ground electromagnetic methods. One of the methods employed in the inversion of airborne electromagnetic data frequency domain (HEM), Levenberg-Marquardt method inversion (MLI) is looking for smoothing fitted to the data in the inversion algorithm; this inversion method based on least squares criteria, seeking a modelby minimizing the residuals of an objective function. Marquardt’s inversion only pursuits the largest fitting of simulation data to original measurements, and has the characteristics of simple algorithm and fast calculation. In this procedure usually HEM data smoothed and then used in the inversion procedure, but any variation in data change results. For stability of inversion procedure, it is suggested that stitched-together 1-D models along the profile that each sounding inverted by constrained neighbor sounding and each layer of each sounding inverted by depth constrained neighbor layers. In addition used smoothing constrained in inversion procedure instead of smoothing a data like Marquardt–Levenberg inversion.
To using this method, the auto inversion cod written in MATLAB software environment that inputs are real and imaginary part of data with sensor altitude and output is inverted model with misfit. In the following this algorithm tested on standard synthetic data, the model chosen for the generation of synthetic data represents a layered earth structure having an inhomogeneous top layer in order to study the influence of shallow resistivity variations on the appearance of deep horizontal conductors in one-dimensional inversion results. The inversion of synthetic data results shown this technique for inversion HEM data improved the results and is much more accurate than Marquardt–Levenberg inversion. Finally the inversion algorithm used to invert a set of real DIGHEM field data from Barika area in West Azarbaijan province in Iran and interpretation of results according to geology information of area.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان