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1、第卷增刊地球物理学报,乳年甲电法勘探的发展和展望何继善,中南工业大学长沙摘要电法勘探在经历,、、、了近一个世纪的发展后其方法理论仪器设备野外数据采集处理和解释等方面都经历了一系列重大变化本文,回顾、以方法理论的进展为主线展望了目前电法勘探中几个重要而令人关注的研究焦点这些问题的研究进展将会对世纪的电法勘探产生深远的影响关键,,,、,,词电磁波成像电阻率成像探地雷达二三维正演和反演特殊波形场源电法卫,,星同步大地电磁法海洋电磁法地电化学法
2、、、、,电法勘探是寻找金属非金属矿产煤田油气藏和地下水的重要而有效的方法近、、,、年来其应用领域又扩展到地质工程工程勘查环境监测等领域与国民经济建设人民社会生活有密切关系,是勘探地球物理学中的重要分支,,新中国的电法勘探工作始于年代初主要是引进前苏联的方法技术以直流电法为主,随后又逐渐引进、发展了电化学方法,如激发极化法到年代,我国科研人员,,,开始研究以绝对测量为特点的电磁感应类方法至年代以相对测量为主并在年代有较大的进展,目前有关电磁法的研究在国内外都是比较热门的课题,这里仅对大家所关注的焦点问题作一回顾而不再按
3、方法或应用领域分门别类地一一罗列回顾的重点侧重于理论方法和新的进展,而对应用性成果则不作细述电磁波成像随着理论研究的深人和实际应用的需要,地球物理成像近年来得到了快速发展其中最重要的是地震波成像和电磁波成像由于理论和方法的不同,可以将电阻率成像单列,一汗于最早的层析成像起源于医学中的射线层析成像它是以年一公布的著名的傅里叶投影切片定理!∀为基础,,地球物理成像最早始于地震波成像它是以广义逆拉当变换为基础是波数域的傅里叶投影切片定理的空间域形式
4、由于一射线和地震波可简单化地被看作直线传播即波长为零,早期的成像也可称为射线层析成像然而,当波长不为零时,将会出现波的衍射现象,这样,于年又发展了衍射层析成像它用一阶近似将声波方程线性,,化也可采用和引人的线性在此基础上地〔‘年提化序月,月日收到本文年日收到同年修改稿增刊何继善电法勘探的发展和展望,出了被称为滤波反传算法的衍射层析成像算法和于年又发展了插值反傅里叶变换的成像算法不久,于年首次考虑了声波和高
5、频电磁波的地球物和理衍射层析成像问题飞还提出了多源全息成像的算法,,由于早期的研究更侧重于理论探讨一旦用于实际仍有很多问题如空间采样不规则、噪声影响和近似条件等因素,都会使成像质量大受影响,从而进一步促进了有关成像算法的发展在医学中,代数重建算法的提出使其走向实用目前地球物理成像中也多采用,算法或其变种、法,、相比于地震波成像电磁波成像则在方法理论仪器设备和应用现状上都处于初始发展阶段,而且其发展的脉络也多沿用了地震波成像的方法技术然而,由于控制电磁波传,,,播的方程
6、中含有扩散项且其传播常数为复数这又使电磁波成像不同于地震波成像采用后者的方法技术往往得不到好的结果,困扰电磁波成像发展的有两大因素一是电磁波传播常数是复数这导致高频电磁波的快速衰减,因此必须考虑低频电磁波成像控制低频电磁波的是扩散方程而非波动方程,从而使成像在数理基础上出现了很大的困难二是目前广泛采用的近似在电磁波成像中很难适用近似本来是于年为解决原子物理学的散射问题提出的,它仅适用于弱散射情况,即要求散射目标体应很小,且散射场很弱在电磁波散射,,,,中地下介质电性差异大在某些情况下散射场可能比一次场
7、更强从而使近似条件难以满足,这一点使电磁波成像尤为困难因此,其成像算法中几乎都采用了迭代方法,和常规反演差不多,如和提出的助迭代法被广泛采用目前的电磁波成像中考虑的多是上述第二个问题如一和提出了一种非线性近似方法可加快正演计算,但没有用于反演等提出了另外的准线性计算法,但频率须低于和采用了类时间域波场变换方法,张荣峰并采用地震波射线追踪方法成像提出了先反演散射电流的二步成像方案,从而
8、摒弃了伪近似,是电磁波成像方法的一大进步对于上,,,述第一个问题目前尚未深人研究但可以认为它的解决才能真正给电磁波成像带来快速的发展,,、除具体算法外也有很多学者讨论了电磁波成像的灵敏度
