CN105676299A - 一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法和装置，涉及金属矿与地球物理勘探领域。本发明无需迭代就可以直接计算全区视电阻率，计算速度快，精度高，且解决了视电阻率的多解性问题。电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法包括：绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及提取出待估区内的所有待估位置的视电阻率。电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置包括野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块、理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块、以及视电阻率提取模块。
Description
技术领域
本发明涉及金属矿与地球物理勘探领域，特别涉及一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法和装置。
背景技术
随着矿产开发力度的不断加大，浅部矿产资源已大幅减少。许多矿山开采潜力严重不足，资源储备急剧下降，后备探明储量严重不足的现状已成为制约我国经济发展的瓶颈。开展第二深度空间(500-2000m)矿产资源精细勘探已成为一项紧迫和长期的任务。瞬变电磁勘探方法在矿产和能源勘探中具有重要作用。但回线源的能量在地层中衰减较快、探测深度较浅，边长较大时不易敷设。长偏移距瞬变磁法不仅有利于低阻体的探测，而且有利于高阻体的探测。但是在深部探测中应用的LOTEM，因收发距离较大，信号强度急剧下降、信噪比降低，在很大程度上抵消了LOTEM的深部探测能力、降低了探测精度。
根据瞬变电磁场的基本理论，当选择适当的发射波形激发电磁场时，接地导线源可以实现近源观测。在此基础上薛国强提出的电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)是一种探测深度大、精度高、施工高效的瞬变电磁工作形式。视电阻率作为电磁法数据解释的主要甚至唯一参数，在SOTEM系统中具有举足轻重的作用。由于SOTEM观测全场区信号，因此精确的全程视电阻率计算方法对于充分展现SOTEM的探测能力十分重要。
目前国内外关于视电阻率计算的研究有很多，主要包括：Spies和Raiche于1980年利用泰勒公式将中心回线装置瞬变响应解析式进行泰勒展开，从而得到一种近似的视电阻率公式；宋先旺和姜胜华于1997年分别对均匀半空间模型和层状模型的视深度计算公式进行了理论推导和求解方法对比，并取得了不错的应用效果；蒋邦远则于2000年给出了一种全程经验公式；苏朱刘和胡文宝于2002年引入“虚拟全程视电阻率”概；白登海在2003年给出了一种通过早期、晚期精确解以及转折点合并而求取全程视电阻率的数值计算方法；翁爱华等于2003年也给出了一种TEM全程视电阻率定义及数值计算方法；熊彬于2005年通过逆样条插值的方法来求取TEM全程视电阻率；王华军在2008年提出了一种回线源直接计算全程视电阻率的平移算法；张成范等于2009年使用二分搜索算法来计算大定源回线瞬变电磁测深数据的全程视电阻率；李文尧等于2013年通过核函数变量Z的二分法计算中心回线瞬变电磁全期视电阻率；日本学者长谷川健于1985年提出了通过分段级数逼近方式来进行全程视电阻率的求取；YangSheng等人于1985年提出了如何在两个电阻率中选取真值的规则，虽解决了感应电动势数值求解全程视电阻率的问题，但实用性较差；殷长春和朴化荣于1991年、陈明生等于1999年都同样对电偶源垂直磁场运用分段级数逼近的方式进行全程视电阻率的数值计算；黄力军等在1995年提出运用三次样条拟合的方法求解感应电动势，再通过感应电动势积分转换为垂直磁场进而运用分段多项式逼近求出全程视电阻率方式；昌彦君等于1998年通过数值逼近的方法，建立全程时间谱视电阻率的算法；陈清礼等在2009年通过对均匀半空间长偏移距的瞬变电磁感应电动势曲线特征分析，提出长偏移距瞬变电磁法全程视电阻率二分搜索的数值计算方法；薛国强于2013年分别对短偏移距瞬变电磁探测技术电视阻率定义相关内容进行了研究。综上分析，视电阻率的计算方法主要包括两种方法：一种是迭代方法，一种是分段级数逼近方法。都存在计算烦琐，计算精度低、计算速度慢的特点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法和装置，其无需迭代就可以直接计算全区视电阻率，计算速度快，精度高，且解决了视电阻率的多解性问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，包括以下步骤：
步骤S1：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；
步骤S2：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及
步骤S3：根据野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的变化范围来执行下述操作：
将所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线和所述待估区的所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线放在同一个截距-时间坐标系中；
在所述截距-时间坐标系中，查找理论截距时间和实测截距时间，其中，所述理论截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间，所述实测截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间；
根据所述理论截距时间、所述实测截距时间和理论模型电导率来提取所述待估位置的视电阻率；以及
对所述待估区内的每一个待估位置的每一个实测瞬变电磁截距重复以上操作，直到提取出所述待估区内的所有待估位置的视电阻率为止。
进一步地，在所述步骤S1中，按照电性源短偏移距瞬变电磁法野外施工规范进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，通过下述操作进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压：
在地面上布设一个直导线发射源，向所述直导线发射源内输入电流，并且在与所述直导线发射源平行的合适偏移距位置处放置接收磁探头；以及
在电流关断的瞬间利用所述接收磁探头采集地下介质感应出的二次感应电压信号，从而获得所述野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S2中，在均匀半空间情况下计算电性源短偏移距瞬变电磁法理论模型，从而获得所述理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S1中，根据公式b1(t1t)-logt1t+logV1(t1t)来得到所述野外实测截距数据，其中，b1(t1t)为第i个时间道所对应的野外实测截距数据，t1t为第i个时间道所对应的实测观测时间，以及V1(t1t)为所述待估位置的第i个时间道所对应的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S2中，根据公式b0(t0t)＝logt0t+logV0(t0t)来得到所述理论模型截距数据，其中，b(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型截距数据，t0t为第i个时间道所对应的理论观测时间，以及V1(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S3中，根据公式来提取所述待估位置的视电阻率，其中，σ0表示所述理论模型电导率，ρt表示第i个时间道所对应的待估位置的视电阻率，t1t表示所述实测截距时间，t0j表示与所述实测截距时间相对应的所述理论截距时间，以及所述理论模型电导率为1。
为了解决上述问题，本发明提供了一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，包括：
野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块用于：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；
理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块，所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块用于：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及
视电阻率提取模块，所述视电阻率提取模块用于根据野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的变化范围来执行下述操作：
将所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线和所述待估区的所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线放在同一个截距-时间坐标系中；
在所述截距-时间坐标系中，查找理论截距时间和实测截距时间，其中，所述理论截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间，所述实测截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间；
根据所述理论截距时间、所述实测截距时间和理论模型电导率来提取所述待估位置的视电阻率；以及
对所述待估区内的每一个待估位置的每一个实测瞬变电磁截距重复以上操作，直到提取出所述待估区内的所有待估位置的视电阻率为止。
进一步地，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块按照电性源短偏移距瞬变电磁法野外施工规范进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块包括一个直导线发射源和接收磁探头，其中，所述直导线发射源布设在地面上，所述直导线发射源内输入有电流，所述接收磁探头放置在与所述直导线发射源平行的合适偏移距位置处，以及所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块在电流关断的瞬间利用所述接收磁探头采集地下介质感应出的二次感应电压信号，从而获得所述野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块在均匀半空间情况下计算电性源短偏移距瞬变电磁法理论模型，从而获得所述理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块根据公式b1(t1t)＝logt1t+logV1(t1t)来得到所述野外实测截距数据，其中，b1(t1t)为第i个时间道所对应的野外实测截距数据，t1t为第i个时间道所对应的实测观测时间，以及V1(t1t)为所述待估位置的第i个时间道所对应的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块根据公式b0(t0t)＝logt0t+logV0(t0t)来得到所述理论模型截距数据，其中，b(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型截距数据，t0t为第i个时间道所对应的理论观测时间，以及V1(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述视电阻率提取模块根据公式来提取所述待估位置的视电阻率，其中，σ0表示所述理论模型电导率，ρt表示第i个时间道所对应的待估位置的视电阻率，t1t表示所述实测截距时间，t0J表示与所述实测截距时间相对应的所述理论截距时间，以及所述理论模型电导率为1。
本发明的有益效果：本发明无需迭代就可以直接计算全区视电阻率，计算速度快，精度高，且解决了视电阻率的多解性问题。
附图说明
图1是本发明实施例的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法的流程图；
图2是本发明实施例的野外实测瞬变电磁二次感应电压的曲线图；
图3是本发明实施例的野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的示意图；
图4是本发明实施例的理论模型瞬变电磁二次感应电压的曲线图；
图5是本发明实施例的理论模型瞬变电磁截距-时间曲线的示意图；
图6是本发明实施例的用于视电阻率提取的截据-时间坐标系的示意图；以及
图7是传统计算方法视电阻率曲线和本发明计算方法视电阻率曲线的对比示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明实施例提供一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，包括以下步骤：
步骤S1：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；
步骤S2：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及
步骤S3：根据野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的变化范围来执行下述操作：
将所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线和所述待估区的所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线放在同一个截距-时间坐标系中；
在所述截距-时间坐标系中，查找理论截距时间和实测截距时间，其中，所述理论截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间，所述实测截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间；
根据所述理论截距时间、所述实测截距时间、理论模型电导率和实测电导率来提取所述待估位置的视电阻率；以及
对所述待估区内的每一个待估位置的每一个实测瞬变电磁截距重复以上操作，直到提取出所述待估区内的所有待估位置的视电阻率为止。
进一步地，在所述步骤S1中，按照电性源短偏移距瞬变电磁法野外施工规范进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，通过下述操作进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压：
在地面上布设一个直导线发射源，向所述直导线发射源内输入电流，并且在与所述直导线发射源平行的合适偏移距位置处放置接收磁探头；以及
在电流关断的瞬间利用所述接收磁探头采集地下介质感应出的二次感应电压信号，从而获得所述野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S2中，在均匀半空间情况下计算电性源短偏移距瞬变电磁法理论模型，从而获得所述理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S1中，根据公式b1(t1t)＝logt1t+logV1(t1t)来得到所述野外实测截距数据，其中，b1(t1t)为第i个时间道所对应的野外实测截距数据，t1t为第i个时间道所对应的实测观测时间，以及V1(t1t)为所述待估位置的第i个时间道所对应的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S2中，根据公式b0(t0t)＝logt0t+logV0(t0t)来得到所述理论模型截距数据，其中，b(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型截距数据，t0t为第i个时间道所对应的理论观测时间，以及V1(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，在所述步骤S3中，根据公式来提取所述待估位置的视电阻率，其中，σ0表示所述理论模型电导率，ρi表示第i个时间道所对应的待估位置的视电阻率，t1t表示所述实测截距时间，t0j表示与所述实测截距时间相对应的所述理论截距时间，以及所述理论模型电导率为1。
本发明提供了一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，包括：
野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块用于：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；
理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块，所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块用于：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及
视电阻率提取模块，所述视电阻率提取模块用于根据野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的变化范围来执行下述操作：
将所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线和所述待估区的所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线放在同一个截距-时间坐标系中；
在所述截距-时间坐标系中，查找理论截距时间和实测截距时间，其中，所述理论截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间，所述实测截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间；
根据所述理论截距时间、所述实测截距时间、理论模型电导率和实测电导率来提取所述待估位置的视电阻率；以及
对所述待估区内的每一个待估位置的每一个实测瞬变电磁截距重复以上操作，直到提取出所述待估区内的所有待估位置的视电阻率为止。
进一步地，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块按照电性源短偏移距瞬变电磁法野外施工规范进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块包括一个直导线发射源和接收磁探头，其中，所述直导线发射源布设在地面上，所述直导线发射源内输入有电流，所述接收磁探头放置在与所述直导线发射源平行的合适偏移距位置处，以及所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块在电流关断的瞬间利用所述接收磁探头采集地下介质感应出的二次感应电压信号，从而获得所述野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块在均匀半空间情况下计算电性源短偏移距瞬变电磁法理论模型，从而获得所述理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块根据公式b1(t1t)＝logt1t+logV1(t1t)来得到所述野外实测截距数据，其中，b1(t1t)为第i个时间道所对应的野外实测截距数据，t1t为第i个时间道所对应的实测观测时间，以及V1(t1t)为所述待估位置的第i个时间道所对应的野外实测瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块根据公式b0(t0t)＝logt0t+logV0(t0t)来得到所述理论模型截距数据，其中，b(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型截距数据，t0t为第i个时间道所对应的理论观测时间，以及V1(t0t)为第i个时间道所对应的理论模型瞬变电磁二次感应电压。
进一步地，所述视电阻率提取模块根据公式来提取所述待估位置的视电阻率，其中，σ0表示所述理论模型电导率，ρt表示第i个时间道所对应的待估位置的视电阻率，t1t表示所述实测截距时间，t0j表示与所述实测截距时间相对应的所述理论截距时间，以及所述理论模型电导率为1。
实例
1、获得待估位置野外实测瞬变电磁截距-时间曲线
在河北某测区进行电性源短偏移距瞬变电磁工作时，所采用的工作参数为：发射源长度dL＝1000m，发射电流I＝10A，偏移距r＝1000m。用探头测量瞬变电磁二次感应电压。归一化后的感应电动势曲线如图2所示。图中横坐标代表时间，单位为s，纵坐标代表归一化后的感应电动势，单位为V/m2。
并根据野外实测瞬变电磁二次感应电压衰减数据和观测时间，通过公式(1)等得到待估位置野外实测截距数据，进而得到实测平移截距-时间曲线如图3所示。并把图3曲线所对应的部分数据列成表1。
从表1可以确定实测平移截距的最大值bmax(t)＝-9.617151652，此时所对应的时间tmobs＝0.00631s。从表中数据可以看出，实测平移截距数据是单调递减的，也就是说实测平移截距-时间曲线只有右支段部分。具体结果如图3所示。
表1实测数据平移截距数据表
2、获得理论模型瞬变电磁截距-时间曲线
根据野外实测数据的取值范围，设计本次理论时间道的取值范围为10-6s-103s，在该范围内按对数均匀分布取尽可能多的时间道。运用Fortran编程计算均匀半空间电阻率为1欧姆米情况下的感应电动势。模型所采用的工作参数为：发射源长度dL＝1000m，发射电流I＝10A，偏移距r＝1000m。具体结果如图3所示。图中横坐标代表时间，单位为s，纵坐标代表归一化后的感应电动势，单位为V/m2。
根据理论模型瞬变电磁二次感应电压衰减数据和观测时间，通过公式(2)等得到待理论模型截距数据，进而得到理论平移截距-时间曲线如图5所示。并把图5曲线所对应的部分数据列成表2。
从表2可以确定理论模型平移截距的最大值bmax(t)＝-9.506229598，此时所对应的时间tm＝0.14142s。因此按照理论截距曲线的最大值位置，将理论平移截距曲线分为左右两支，即将t＜tm的部分称为理论平移截距曲线左支，t＞tm的部分称为理论平移截距曲线右支。其中左支对应瞬变电磁响应的早期阶段，右支与瞬变电磁响应的晚期相对应。具体结果如图5所示。
表2理论模型平移截距部分数据表
3、待估区位置视电阻率提取
1)根据时间变化范围，把理论模型瞬变电磁截距-时间曲线(曲线0)和待估区实测资料的瞬变电磁截距-时间曲线(曲线1)放在同一个截距-时间坐标系中如图6所示，由于本次实测数据平移截距-时间曲线(曲线1)只有右下降段部分，因此图中理论平移截距-时间曲线(曲线0)也只取了相应的右下降段部分；
2)对于由每一个待估点实际测量数据计算出来的瞬变电磁截距值，在上述坐标系中，查找该截距值所对应的水平线与曲线0右下降段、曲线1右下降段相交点所对应的时间；
以实测时间道t1t＝0.12669s为例，此时所对应的实测平移截距-时间曲线上的数值为b1(0.12669)＝-11.03568997，在0曲线上，也就是理论平移截距-时间曲线上该平移截距所对应的时间为t0j＝5.022272s。
3)根据公式(3)，计算待估位置处实测曲线的视电阻率值：
由于理论模型所采用的电导率为σ0＝1，所以上述实测数据所对应的视电阻率值为
按照本发明所提出的新的视电阻率提取方法可得实测数据视电阻率曲线如图7所示。图7中，曲线N为利用本发明所提出的方法进行的视电阻率的提取，而曲线C为利用传统的晚期视电阻率提取公式进行的视电阻率提取。从图中可以看出，利用本发明所提取的视电阻率很好地校正了早期段晚期视电阻的畸变。能更真实地反映浅部信息，对充分展现电性源短偏移距瞬变电磁法的探测能力起着重要的作用。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；
步骤S2：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及
步骤S3：根据野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的变化范围来执行下述操作：
将所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线和所述待估区的所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线放在同一个截距-时间坐标系中；
在所述截距-时间坐标系中，查找理论截距时间和实测截距时间，其中，所述理论截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间，所述实测截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间；
根据所述理论截距时间、所述实测截距时间和理论模型电导率来提取所述待估位置的视电阻率；以及
对所述待估区内的每一个待估位置的每一个实测瞬变电磁截距重复以上操作，直到提取出所述待估区内的所有待估位置的视电阻率为止。
2.如权利要求1所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，其特征在于，在所述步骤S1中，按照电性源短偏移距瞬变电磁法野外施工规范进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，其中，通过下述操作进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压：
在地面上布设一个直导线发射源，向所述直导线发射源内输入电流，并且在与所述直导线发射源平行的合适偏移距位置处放置接收磁探头；以及
在电流关断的瞬间利用所述接收磁探头采集地下介质感应出的二次感应电压信号，从而获得所述野外实测瞬变电磁二次感应电压。
3.如权利要求1或2所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在均匀半空间情况下计算电性源短偏移距瞬变电磁法理论模型，从而获得所述理论模型瞬变电磁二次感应电压。
4.如权利要求3所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，其特征在于，在所述步骤S1中，根据公式b1(t1i)＝logt1i+logV1(t1i)来得到所述野外实测截距数据，其中，b1(t1i)为第i个时间道所对应的野外实测截距数据，t1i为第i个时间道所对应的实测观测时间，以及V1(t1i)为所述待估位置的第i个时间道所对应的野外实测瞬变电磁二次感应电压，并且，在所述步骤S2中，根据公式b0(t0i)＝logt0i+logV0(t0i)来得到所述理论模型截距数据，其中，b(t0i)为第i个时间道所对应的理论模型截距数据，t0i为第i个时间道所对应的理论观测时间，以及为第i个时间道所对应的理论模型瞬变电磁二次感应电压。
5.如权利要求4所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法，其特征在于，在所述步骤S3中，根据公式来提取所述待估位置的视电阻率，其中，σ0表示所述理论模型电导率，ρi表示第i个时间道所对应的待估位置的视电阻率，t1i表示所述实测截距时间，t0j表示与所述实测截距时间相对应的所述理论截距时间，以及所述理论模型电导率为1。
6.一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，其特征在于，包括：
野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块用于：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变电磁截距-时间曲线；
理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块，所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块用于：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距-时间曲线；以及
视电阻率提取模块，所述视电阻率提取模块用于根据野外实测瞬变电磁截距-时间曲线的变化范围来执行下述操作：
将所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线和所述待估区的所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线放在同一个截距-时间坐标系中；
在所述截距-时间坐标系中，查找理论截距时间和实测截距时间，其中，所述理论截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间，所述实测截距时间是与所述待估区内的待估位置的实测瞬变电磁截距相对应的水平线与所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线相交处所对应的时间；
根据所述理论截距时间、所述实测截距时间和理论模型电导率来提取所述待估位置的视电阻率；以及
对所述待估区内的每一个待估位置的每一个实测瞬变电磁截距重复以上操作，直到提取出所述待估区内的所有待估位置的视电阻率为止。
7.如权利要求6所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，其特征在于，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块按照电性源短偏移距瞬变电磁法野外施工规范进行测量来获得所述待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，其中，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块包括一个直导线发射源和接收磁探头，其中，所述直导线发射源布设在地面上，所述直导线发射源内输入有电流，所述接收磁探头放置在与所述直导线发射源平行的合适偏移距位置处，以及所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块在电流关断的瞬间利用所述接收磁探头采集地下介质感应出的二次感应电压信号，从而获得所述野外实测瞬变电磁二次感应电压。
8.如权利要求6或7所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，其特征在于，所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块在均匀半空间情况下计算电性源短偏移距瞬变电磁法理论模型，从而获得所述理论模型瞬变电磁二次感应电压。
9.如权利要求8所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，其特征在于，所述野外实测瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块根据公式b1(t1i)＝logt1i+logV1(t1i)来得到所述野外实测截距数据，其中，b1(t1i)为第i个时间道所对应的野外实测截距数据，t1i为第i个时间道所对应的实测观测时间，以及V1(t1i)为所述待估位置的第i个时间道所对应的野外实测瞬变电磁二次感应电压，并且，所述所述理论模型瞬变电磁截距-时间曲线绘制模块根据公式b0(t0i)＝logt0i+logV0(t0i)来得到所述理论模型截距数据，其中，b(t0i)为第i个时间道所对应的理论模型截距数据，t0i为第i个时间道所对应的理论观测时间，以及V1(t0i)为第i个时间道所对应的理论模型瞬变电磁二次感应电压。
10.如权利要求9所述的电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定装置，其特征在于，所述视电阻率提取模块根据公式来提取所述待估位置的视电阻率，其中，σ0表示所述理论模型电导率，ρi表示第i个时间道所对应的待估位置的视电阻率，t1i表示所述实测截距时间，t0j表示与所述实测截距时间相对应的所述理论截距时间，以及所述理论模型电导率为1。
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