تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,504 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,121,703 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,229,027 |
معکوسسازی خطی دوبعدی دادههای الکترومغناطیس زمینی حوزه فرکانس با چشمه مصنوعی در محدوده عدد القاء کوچک | ||
فیزیک زمین و فضا | ||
مقاله 4، دوره 48، شماره 3، آذر 1401، صفحه 557-573 اصل مقاله (4.22 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2022.334600.1007385 | ||
نویسندگان | ||
حسینعلی قاری* 1؛ رامین ورفینژاد2 | ||
1استادیار، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران | ||
2دانشآموخته دکتری، گروه فیزیک زمین، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
بهمنظور بازسازی مقاطع رسانایی الکتریکی زیرسطحی با استفاده از دادههای ژئوالکترومغناطیس حوزه فرکانس تحت شرایط عدد القاء کوچک، یک الگوریتم مدلسازی معکوس تکراری در دو بعد از طریق رویکرد معادلات انتگرال خطی در محیط برنامهنویسی MATLAB توسعه داده شده است. الگوریتم معکوسسازی حاضر بر اساس یک مدلسازی پیشرو خطی دوبعدی بنا نهاده شده است که برای حل این مسئله پیشرو از راهحل عددی بهجای شیوه تحلیلی استفاده میشود. از قابلیتهای این الگوریتم خطی، محاسبه کرنل تنها در یک مرحله و استفاده از آن در تمام تکرارها میباشد که باعث افزایش سرعت محاسبات میشود. ورودی این فرایند معکوسسازی، مقادیر رسانایی الکتریکی ظاهری میباشند. برای بهینهسازی تابع هدف از شیوه کمترینمربعات وزن دادهشده با حضور منظمسازی و همچنین اعمال قید، از طریق تابع وزندهی عمقی، استفاده شده است که از شدت عدمیکتایی و ناپایداری آن کاسته شود. در این تحقیق، مقدار اولیه پارمتر منظمسازی با استفاده از بیشنه مقدار ماتریس عملگر پیشرو حاصل و سپس بهینه میشود. الگوریتم مذکور قادر به معکوسسازی در دو حالت منفرد و توأمان آرایههای همصفحه افقی و همصفحه قائم میباشد. صحت این الگوریتم با استفاده از دادههای حاصل از دو مدل مصنوعی، مدل اول شامل یک آنومالی در دو حالت افقی یا قائم و مدل دوم شامل چهار آنومالی با ابعاد و موقعیتهای مختلف، و همچنین دادههای مربوط به یک دایک ضخیم در آفریقای جنوبی ارزیابی میشود. دادهها از طریق شرایط دستگاههای EM31، EM34 و EM38 شبیهسازی یا برداشت شدهاند. نتایج معکوسسازیها کارآیی روش را در حد مطلوب نشان میدهند. | ||
کلیدواژهها | ||
ژئوالکترومغناطیس حوزه فرکانس تحت شرایط عدد القاء کوچک؛ مدلسازی پیشرو؛ معادلات انتگرال خطی؛ معکوسسازی توأمان؛ تابع وزندهی عمقی | ||
مراجع | ||
Aster, R. C., Borchers, B. and Thurber, C. H., 2018, Parameter estimation and inverse problems, Elsevier. Brosten, T. R., Day-Lewis, F. D., Schultz, G. M., Curtis, G. P. and Lane Jr, J. W., 2011, Inversion of multi-frequency electromagnetic induction data for 3D characterization of hydraulic conductivity., J. Appl. Geophys., 73, 323-335. Beamish, D., 2011, Low induction number, ground conductivity meters: A correction procedure in the absence of magnetic effects, J. Appl. Geophys., 75, 244-253. Callegary, J. B., Ferré, T. P. and Groom, R. W., 2007, Vertical spatial sensitivity and exploration depth of low-induction-number electromagnetic-induction instruments, Vadose Zone J., 6, 158-167. Cavalcante Fraga, L. H., Schamper, C., Noel, C., Guerin, R. and Rejiba, F., 2019, Geometrical characterization of urban fill by integrating the multi‐receiver electromagnetic induction method and electrical resistivity tomography: A case study in Poitiers, France, Eur. J. Soil Sci., 70, 1012-1024. Cella, F. and Fedi, M., 2012, Inversion of potential field data using the structural index as weighting function rate decay, Geophys. Prospect., 60, 313-336. Dentith, M. and Mudge, S. T., 2014, Geophysics for the mineral exploration geoscientist, Cambridge University Press. Deidda, G. P., Himi, M., Barone, I., Cassiani, G. and Casas Ponsati, A., 2022, Frequency-Domain Electromagnetic Mapping of an Abandoned Waste Disposal Site: A Case in Sardinia (Italy), Remote Sensing, 14, 878. De Kock, M. O., Beukes, N. J., Götz, A. E., Cole, D., Robey, K., Birch, A., Withers, A. and Van Niekerk, H.S., 2016, Open file progress report on exploration of the Southern Karoo Basin through CIMERAKARIN borehole KZF-1 in the Tankwa Karoo, Witzenberg (Ceres) district. DST-NRF Centre of Excellence for Integrated Mineral and Energy Resources Analysis (CIMERA), University of Johannesburg, South Africa. Elwaseif, M., Robinson, J., Day-Lewis, F. D., Ntarlagiannis, D., Slater, L. D., Lane, J. W., Minsley, B. J. and Schultz, G., 2017, A matlab-based frequency-domain electromagnetic inversion code (FEMIC) with graphical user interface, Comput. and Geosci., 99. 61-71. Gómez-Treviño, E., Esparza, F. J. and Méndez-Delgado, S., 2002, New theoretical and practical aspects of electromagnetic soundings at low induction numbers, Geophysics, 67, 1441-1451. Gómez-Treviño, E., 1987, Nonlinear integral equations for electromagnetic inverse problems, Geophysics, 52, 1297-1302. Gómez-Puentes, F. J., Pérez-Flores, M. A., Reyes-López, J. A., Lopez, D. L., Herrera-Barrientos, F., García-Cueto, R. O., Romero-Hernández, S., Solís-Domínguez, F. A. and Martín-Loeches Garrido, M., 2016, Geochemical modeling and low-frequency geoelectrical methods to evaluate the impact of an open dump in arid and deltaic environments, Environ. Earth Sci., 75, 1-14. Li, Y. and Oldenburg, D. W., 1996, 3-D inversion of magnetic data, Geophysics, 61, 394-408. Makhokha, D. and Fourie, F., 2016, A systematic approach to the interpretation of conductivity anomalies across intrusive dolerite dykes and sills in the Karoo Supergroup, MSc thesis, University of the Free State, Bloemfontein. Matias, M. S., Da Silva, M. M., Ferreira, P. and Ramalho, E., 1994, A geophysical and hydrogeological study of aquifers contamination by a landfill, J. Appl. Geophys., 32, 155–162. McNeill, J. D., 1980, Electromagnetic Terrain Conductivity Measurement at Low Induction Numbers, Geonics Ltd., Technical Note TN-6. M´endez-Delgado, S., G´ omez-Trevi ˜no, E. and P´erez-Flores, M. A., 1999, Forward modelling of direct current and low-frequency electromagnetic fields using integral equations, Geophys. J. Int., 137, 336-352. Menke, W., 2012, Geophysical data analysis: discrete inverse theory. MATLAB edition, Academic press. Minsley, B. J., 2011, A trans-dimensional Bayesian Markov chain Monte Carlo algorithm for model assessment using frequency-domain electromagnetic data, Geophys. J. Int., 187, 252-272. Santos, F. A. M., 2004, 1-D laterally constrained inversion of EM34 profiling data, J. Appl. Geophys., 56, 123–134. Monteiro Santos, F.A., Triantafilis, J., Taylor, R.S., Holladay, S. and Bruzgulis, K.E., 2010, Inversion of conductivity profiles from EM using full solution and a 1-D laterally constrained algorithm, J. Environ. Eng. Geophys., 15, 163-174. Nyquist, J. E. and Blair, M.S., 1991, A geophysical tracking and data logging system: Description and case history, Geophysics, 56, 1114-1121. Oh, S., Noh, K., Seol, S.J., Byun, J. and Yi, M.J., 2016, Interpretation of controlled-source electromagnetic data from iron ores under rough topography. J. Appl. Geophys., 124, 106-116. Orozco, A. F., Ciampi, P., Katona, T., Censini, M., Papini, M.P., Deidda, G.P. and Cassiani, G., 2021, Delineation of hydrocarbon contaminants with multi-frequency complex conductivity imaging, Sci. Total Environ., 768, 144997. Pérez-Flores, M. A., Méndez-Delgado, S. and Gómez-Treviño, E., 2001, Imaging low-frequency and dc electromagnetic fields using a simple linear approximation, Geophysic, 66, 1067-1081. Pérez-Flores, M. A., Antonio-Carpio, R.G., Gómez-Treviño, E., Ferguson, I. and Méndez-Delgado, S., 2012, Imaging of 3D electromagnetic data at low-induction numbers, Geophysic, 77, WB47-WB57. Perez-Flores, M. A., Ochoa-Tinajero, L. E. and Villela y Mendoza, A., 2019, Three-dimensional inverse modeling of EM-LIN data for the exploration of coastal sinkholes in Quintana Roo, Mexico, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 19, 1779-1787. Parnow, S., Oskooi, B. and Florio, G., 2021, Improved linear inversion of low induction number electromagnetic data, Geophys. J. Int., 224, 1505-1522. Sasaki, Y., 2001, Full 3-D inversion of electromagnetic data on PC, J. Appl. Geophys., 46, 45-54. Sasaki, Y., Kim, J.H. and Cho, S.J., 2010, Multidimensional inversion of loop-loop frequency-domain EM data for resistivity and magnetic susceptibility, Geophysics, 75, F213-F223. Selepeng, A. T., Sakanaka, S. Y. and Nishitani, T., 2017, 3D numerical modelling of negative apparent conductivity anomalies in loop-loop electromagnetic measurements: a case study at a dacite intrusion in Sugisawa, Akita Prefecture, Japan, Explor. Geophys., 48, 177-191. Spies, B. R. and Frischknecht, F.C., 1991, Electromagnetic sounding. Electromagnetic methods in applied geophysics, 2(Part A), 285-426. Sudduth, K. A., Drummond, S.T. and Kitchen, N.R., 2001, Accuracy issues in electromagnetic induction sensing of soil electrical conductivity for precision agriculture, Comput. Electron. Agric., 31, 239-264. Tikhonov, A. N. and Arsenin, V. Y., 1977, Solutions of ill-posed problems, New York 1, 487. Wait, J.R., 1955, Mutual electromagnetic coupling of loops over a homogenous ground, Geophysics, 20, 630–637. Ward, S.H. and Hohmann, G.W., 1988, Electromagnetic theory for geophysical applications. Electromagnetic Methods in Applied Geophysics Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, Oklahoma. 131–311. Zhdanov, M. S., 2002, Geophysical inverse and regularization problems. 1sted.: Elsevier Science B. V. Zhdanov, M.S., 2009, Geophysical electromagnetic theory and methods. Elsevier.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 838 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 591 |