CN115629421B - 双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法 - Google Patents

双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法 Download PDF

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CN115629421B CN202211628985.3A CN202211628985A CN115629421B CN 115629421 B CN115629421 B CN 115629421B CN 202211628985 A CN202211628985 A CN 202211628985A CN 115629421 B CN115629421 B CN 115629421B
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Abstract

本发明属于地球物理勘探领域，具体是一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法，检测方法包括：设置两条发射线平行放置于坡体表面；将一条接收线平行于发射线置于两条发射线之间，所述两条发射线以及接收线等长，所述接收线与两条发射线之间的间距相等；在发射线以及接收线的两端设置电极，所述发射线的电极与发射机相连，所述接收线的电极与接收机相连；启动发射机，开始激发地下水；当发射机关断电源时，启动接收机开始采集斜坡下方的地下水磁共振响应信号；直至信号采集完成，关闭接收机。能够扩大小体积潜在滑坡诱发水体的激发深度和广度，增强信号幅度，从而达到获取微弱且宝贵的地下水信息的目的。

Description

双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法
技术领域
本发明属于地球物理勘探领域，具体是一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法。
背景技术
作为一种新兴的地球物理勘探技术，在过去的十年中，磁共振探测（MagneticResonance Sounding，MRS）方法已被用于检测潜在滑坡地下水分布情况。现有的磁共振正演计算方法仅针对以回线源作为激发场的磁共振数据进行模拟，通过计算回线源发射磁场和接收磁场来仿真回线接收器采集的磁共振信号。然而，回线源激发磁场在空间的传播范围较小，致使小体积地下水的磁共振信号强度微弱，无法被回线接收器感知，因而无法提供水诱滑坡隐患的预警信息。
CN106772642A公开的“一种地电场激发的核磁共振探水系统级野外工作方法”，采用两个接地电极作为激发源、多个线圈作为接收器的收发组合装置对地下水产生的核磁共振信号进行测量。该方法突破传统磁共振采用线圈发射的方式，改善了地下水探测工作效率低的缺点。CN113866837A公开的“电性源核磁共振与激发极化联用装置以及探测方法”，联合了电性源磁共振与激发极化两种地球物理方法对地下水和极化率进行测量，其中的电性源磁共振方法采用电极作为接收器和发射器。该方法可以在不更换仪器设备的情况下同时实现两种地球物理数据的采集。
然而，以上两种方法提供的探测方式均为单一电性发射源的磁共振勘探方法，无法为地下含水量少的潜在水诱滑坡检测提供足够强的激发场。另外，目前缺少针对电性源长导线源磁共振的正演数值计算方法，无法对该方式的采集信号进行数据解释。这表明，有必要针对滑坡场景提供一种增强激发场的磁共振探测方式，更加有必要提供相应的数值正演计算方法，以满足地下少量积水的MRS信号检测，并据此进行后续潜在滑坡隐患风险分析、合理安排预防治理。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明一方面提供提供一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法，另一方面提供一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测的三维正演方法，解决无法为地下含水量少的潜在水诱滑坡检测提供足够强的激发场以及目前缺少针对电性源磁共振的正演数值计算方法，无法对该方式的采集信号进行数据解释的问题。
本发明是这样实现的，
一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法，该方法包括：
设置两条发射线平行放置于坡体表面；
将一条接收线平行于发射线置于两条发射线之间，所述两条发射线以及接收线等长，所述接收线与两条发射线之间的间距相等；
在发射线以及接收线的两端设置电极，所述发射线的电极与发射机相连，所述接收线的电极与接收机相连；
启动发射机，开始激发地下水；当发射机关断电源时，启动接收机开始采集斜坡下方的地下水磁共振响应信号；直至信号采集完成，关闭接收机；
根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场；
根据两个发射线产生的三维激发磁场得到地下空间的总激发磁场；
计算接收线产生的三维接收磁场；
利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应。
进一步地，所述根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场中具体包括：
分别计算三个方向的激发磁场：
Figure 277149DEST_PATH_IMAGE001
Figure 690813DEST_PATH_IMAGE002
Figure 699089DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 172795DEST_PATH_IMAGE004
为真空磁导率，
Figure 282834DEST_PATH_IMAGE005
是发射电流强度，
Figure 126287DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 802119DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 836940DEST_PATH_IMAGE008
为三维坐标，
Figure 293329DEST_PATH_IMAGE009
为发 射线与接收线的距离，
Figure 924162DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 674074DEST_PATH_IMAGE011
分别是一阶和零阶贝塞尔函数，
Figure 224004DEST_PATH_IMAGE012
是积分系数，
Figure 902110DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 602213DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 705167DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 425999DEST_PATH_IMAGE016
是发射 线的长度，
Figure 466767DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 246592DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 954785DEST_PATH_IMAGE019
为势函数；
势函数的计算为：
Figure 846518DEST_PATH_IMAGE020
Figure 889429DEST_PATH_IMAGE021
Figure 790389DEST_PATH_IMAGE022
其中，
Figure 353088DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 681301DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 712974DEST_PATH_IMAGE025
，
Figure 152045DEST_PATH_IMAGE026
是拉莫尔频率，
Figure 569251DEST_PATH_IMAGE027
是大 地的电导率，
Figure 68366DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 85869DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 203998DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 600344DEST_PATH_IMAGE031
根据边界条件推导得到；
计算总激发磁场为：
Figure 834142DEST_PATH_IMAGE032
其中，
Figure 683149DEST_PATH_IMAGE033
和
Figure 729602DEST_PATH_IMAGE034
分别为两条发射线的激发磁场。
进一步地，
所述计算接收线产生的三维接收磁场中具体包括：
Figure 370668DEST_PATH_IMAGE035
Figure 86951DEST_PATH_IMAGE036
Figure 688834DEST_PATH_IMAGE037
Figure 899498DEST_PATH_IMAGE038
其中，
Figure 536015DEST_PATH_IMAGE039
是接收线的长度。
进一步地，所述利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数中具体包括：
Figure 423200DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 512379DEST_PATH_IMAGE041
是氢质子在热平衡状态下的净宏观磁化强度，
Figure 759689DEST_PATH_IMAGE042
是氢核的旋磁比，
Figure 126080DEST_PATH_IMAGE043
是电流脉冲矩，
Figure 574379DEST_PATH_IMAGE044
，
Figure 528951DEST_PATH_IMAGE045
是单位激励电流强度下激发磁场
Figure 189739DEST_PATH_IMAGE046
在垂直于地磁 场方向上的顺时针旋转分量；
Figure 676216DEST_PATH_IMAGE047
是单位激励电流强度下接收磁场
Figure 29837DEST_PATH_IMAGE048
在垂直于 地磁场方向上的逆时针旋转分量；
Figure 952662DEST_PATH_IMAGE049
和
Figure 682721DEST_PATH_IMAGE050
是椭圆极化场的相位参数，
Figure 23703DEST_PATH_IMAGE051
、
Figure 439903DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 459812DEST_PATH_IMAGE053
分别 是接收磁场、发射磁场以及地磁场的单位向量。
进一步地，所述根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应中具体包括：采用如下的公式计算磁共振响应：
Figure 868928DEST_PATH_IMAGE054
其中，
Figure 189051DEST_PATH_IMAGE055
是地下含水量随深度的分布，
Figure 9108DEST_PATH_IMAGE056
是信号的初始相位，t为信号采集时 间，
Figure 781892DEST_PATH_IMAGE057
是平均横向弛豫时间。
一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测的三维正演方法，根据两条平行的发射线，以及发射线之间等间距平行设置的接收线的发射数据与接收数据进行三维正演计算，包括：
根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场；
根据两个发射线产生的三维激发磁场得到地下空间的总激发磁场；
计算接收线产生的三维接收磁场；
利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应。
进一步地，所述根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场中具体包括：
分别计算三个方向的激发磁场：
Figure 729119DEST_PATH_IMAGE058
Figure 903749DEST_PATH_IMAGE059
Figure 396172DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 656252DEST_PATH_IMAGE061
为真空磁导率，
Figure 407171DEST_PATH_IMAGE062
是发射电流强度，
Figure 560940DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 863746DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 220909DEST_PATH_IMAGE065
为三维坐标，
Figure 900152DEST_PATH_IMAGE066
为发射 线与接收线的距离，
Figure 409893DEST_PATH_IMAGE067
和
Figure 883599DEST_PATH_IMAGE068
分别是一阶和零阶贝塞尔函数，
Figure 462479DEST_PATH_IMAGE012
是积分系数，
Figure 70047DEST_PATH_IMAGE069
，
Figure 73775DEST_PATH_IMAGE070
，
Figure 593749DEST_PATH_IMAGE071
，
Figure 784559DEST_PATH_IMAGE072
是发射 线的长度，
Figure 691423DEST_PATH_IMAGE073
、
Figure 284079DEST_PATH_IMAGE074
、
Figure 709375DEST_PATH_IMAGE075
为势函数；
势函数的计算为：
Figure 918639DEST_PATH_IMAGE076
Figure 602431DEST_PATH_IMAGE077
Figure 315172DEST_PATH_IMAGE078
其中，
Figure 911369DEST_PATH_IMAGE079
，
Figure 342351DEST_PATH_IMAGE080
，
Figure 331297DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 39490DEST_PATH_IMAGE082
是拉莫尔频率，
Figure 931223DEST_PATH_IMAGE083
是大 地的电导率，
Figure 239713DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 281619DEST_PATH_IMAGE085
，
Figure 437794DEST_PATH_IMAGE086
，
Figure 766007DEST_PATH_IMAGE087
根据边界条件推导得到；
计算总激发磁场为：
Figure 797679DEST_PATH_IMAGE088
其中，
Figure 377696DEST_PATH_IMAGE089
和
Figure 919536DEST_PATH_IMAGE090
分别为两条发射线的激发磁场。
进一步地，所述计算接收线产生的三维接收磁场中具体包括：
Figure 543284DEST_PATH_IMAGE091
Figure 436154DEST_PATH_IMAGE092
Figure 554282DEST_PATH_IMAGE093
Figure 950629DEST_PATH_IMAGE094
其中，
Figure 512322DEST_PATH_IMAGE095
是接收线的长度。
进一步地，所述利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数中具体包括：
Figure 502275DEST_PATH_IMAGE096
其中，
Figure 283149DEST_PATH_IMAGE097
是氢质子在热平衡状态下的净宏观磁化强度，
Figure 924215DEST_PATH_IMAGE098
是氢核的旋磁比，
Figure 30711DEST_PATH_IMAGE099
是电流脉冲矩，
Figure 507960DEST_PATH_IMAGE100
，
Figure 92525DEST_PATH_IMAGE101
是单位激励电流强度下激发磁场
Figure 83703DEST_PATH_IMAGE102
在垂直于地磁 场方向上的顺时针旋转分量；
Figure 767625DEST_PATH_IMAGE103
是单位激励电流强度下接收磁场
Figure 715859DEST_PATH_IMAGE104
在垂直于 地磁场方向上的逆时针旋转分量；
Figure 104115DEST_PATH_IMAGE105
和
Figure 470505DEST_PATH_IMAGE106
是椭圆极化场的相位参数，
Figure 76061DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 59060DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 375641DEST_PATH_IMAGE109
分别 是接收磁场、发射磁场以及地磁场的单位向量；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应，包括：采用如下的公式计算磁共振响应：
Figure 190013DEST_PATH_IMAGE110
其中，
Figure 215738DEST_PATH_IMAGE111
是地下含水量随深度的分布，
Figure 640029DEST_PATH_IMAGE112
是信号的初始相位，t为信号采集时 间，
Figure 370087DEST_PATH_IMAGE113
是平均横向弛豫时间。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明方法，不仅为滑坡探测场景提供了一种便于铺设的双折线源磁共振检测方式，而且提供了基于该方式的三维正演计算方法。一方面，对比于单发射源，这种双源的激发磁场更强，能够扩大小体积潜在滑坡诱发水体的激发深度和广度，增强信号幅度，从而达到获取微弱且宝贵的地下水信息的目的。另一方面，对比于传统线圈，这种双折线源布设方式更为方便，能够提高探测效率，避免造成不必要的人力物力消耗。
附图说明
图1为斜坡场景下的双折线源磁共振检测方式示意图；
图2为图1中的磁共振装置连接示意图；
图3为双折线源磁共振三维正演方法计算流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明：
如图1结合图2所示，一种折线式双导线源的磁共振水诱滑坡检测方法，采用的检测设备具体包括：
MRS发射机、MRS接收机、2条发射导线、1条接收导线和6个电极；第一发射线3、接收线4和第二发射线5平行放置于坡体表面，接收线4置于第一发射线3和第二发射线5的中间，电极A1、电极A2、电极A3、电极B1、电极B2和电极B3接地，第一发射线3的两端经发射机1分别与电极A1和电极B1连接，第二发射线5的两端经发射机1分别与电极A3和电极B3连接，接收线4的两端经接收机2分别与电极A2和电极B2连接，需要将电极A1、A2、A3分别钉入斜坡下方地面，将电极B1、电极B2、电极B3分别钉入斜坡顶端坡面，随后根据待测的斜坡面积选取适宜长度的发射线和接收线，将第一发射线3、接收线4和第二发射线5分别平行置于斜坡面并贴合坡体，接收线4处于两条发射线中间，间距一致，最后将磁共振仪器的发射机和接收机共同置于斜坡下方地面；
方法包括：
设置两条发射线平行放置于坡体表面；
将一条接收线平行于发射线置于两条发射线之间，所述两条发射线以及接收线等长，所述接收线与两条发射线之间的间距相等；
在发射线以及接收线的两端设置电极，所述发射线的电极与发射机相连，所述接收线的电极与接收机相连；
启动发射机，开始激发地下水；当发射机关断电源时，启动接收机开始采集斜坡下方的地下水磁共振响应信号；直至信号采集完成，关闭接收机。
如图3所示，一种折线式双导线源的磁共振水诱滑坡检测数据三维正演计算方法，包括以下步骤:
根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场；
根据两个发射线产生的三维激发磁场得到地下空间的总激发磁场；
计算接收线产生的三维接收磁场；
利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应。
计算第一发射线3产生的三维激发磁场；
Figure 445491DEST_PATH_IMAGE114
Figure 625805DEST_PATH_IMAGE115
Figure 645714DEST_PATH_IMAGE116
其中，
Figure 913884DEST_PATH_IMAGE117
（常数）为真空磁导率，
Figure 109373DEST_PATH_IMAGE118
是发射电流强度，
Figure 962054DEST_PATH_IMAGE119
、
Figure 203679DEST_PATH_IMAGE120
、
Figure 150907DEST_PATH_IMAGE121
为三维坐标，
Figure 981328DEST_PATH_IMAGE122
为第一发射线3与接收线4的距离，
Figure 847653DEST_PATH_IMAGE123
和
Figure 983099DEST_PATH_IMAGE124
分别是一阶和零阶贝塞尔函数，
Figure 327493DEST_PATH_IMAGE012
是积分 系数，
Figure 242447DEST_PATH_IMAGE125
，
Figure 545253DEST_PATH_IMAGE126
，
Figure 902416DEST_PATH_IMAGE127
，
Figure 316080DEST_PATH_IMAGE128
是第一发射线3的长度，
Figure 589935DEST_PATH_IMAGE129
、
Figure 63642DEST_PATH_IMAGE130
、
Figure 908101DEST_PATH_IMAGE131
为势函数；
Figure 17133DEST_PATH_IMAGE132
Figure 20862DEST_PATH_IMAGE133
Figure 275257DEST_PATH_IMAGE134
其中，
Figure 731646DEST_PATH_IMAGE135
，
Figure 877325DEST_PATH_IMAGE136
，
Figure 610926DEST_PATH_IMAGE137
，
Figure 426435DEST_PATH_IMAGE138
是拉莫尔频率，
Figure 104541DEST_PATH_IMAGE139
是大 地的电导率，
Figure 555376DEST_PATH_IMAGE140
，
Figure 143484DEST_PATH_IMAGE141
，
Figure 864315DEST_PATH_IMAGE142
，
Figure 419930DEST_PATH_IMAGE143
可根据边界条件推导而得到；
计算第二发射线5产生的三维激发磁场；
Figure 782778DEST_PATH_IMAGE144
Figure 225392DEST_PATH_IMAGE145
Figure 382704DEST_PATH_IMAGE146
其中，
Figure 192659DEST_PATH_IMAGE147
为第二发射线5与接收线4的距离，是第二发射线5的长度；
则，利用第一发射线3和第二发射线5产生的磁场即可得到地下空间的总激发磁场；
Figure 968985DEST_PATH_IMAGE148
下面，计算接收线4产生的三维接收磁场；
Figure 656319DEST_PATH_IMAGE149
Figure 843586DEST_PATH_IMAGE150
Figure 249160DEST_PATH_IMAGE151
Figure 829177DEST_PATH_IMAGE152
其中，
Figure 371017DEST_PATH_IMAGE153
是接收线4的长度；
利用收发磁场计算滑坡地下空间的三维核函数；
Figure 513808DEST_PATH_IMAGE154
其中，
Figure 282044DEST_PATH_IMAGE155
是氢质子在热平衡状态下的净宏观磁化强度，
Figure 524806DEST_PATH_IMAGE156
是氢核的旋磁比，
Figure 45786DEST_PATH_IMAGE157
是电流脉冲矩，
Figure 715802DEST_PATH_IMAGE158
，
Figure 971334DEST_PATH_IMAGE159
是单位激励电流强度下激发磁场
Figure 752208DEST_PATH_IMAGE160
在垂直于地磁 场方向上的顺时针旋转分量；
Figure 894739DEST_PATH_IMAGE161
是单位激励电流强度下接收磁场
Figure 735656DEST_PATH_IMAGE162
在垂直于 地磁场方向上的逆时针旋转分量；
Figure 478484DEST_PATH_IMAGE163
和
Figure 187683DEST_PATH_IMAGE164
是椭圆极化场的相位参数，
Figure 293042DEST_PATH_IMAGE165
、
Figure 304860DEST_PATH_IMAGE166
、
Figure 269405DEST_PATH_IMAGE167
分别是 接收磁场、发射磁场以及地磁场的单位向量；
最后，根据三维核函数和地下含水量分布即可得到折线收发方式下的磁共振响应；
Figure 549339DEST_PATH_IMAGE168
其中，
Figure 509205DEST_PATH_IMAGE169
是地下含水量随深度的分布，
Figure 832870DEST_PATH_IMAGE170
是信号的初始相位，t为信号采集时 间，
Figure 799558DEST_PATH_IMAGE171
是平均横向弛豫时间。
上述的过程中参数
Figure 725926DEST_PATH_IMAGE172
、
Figure 681243DEST_PATH_IMAGE173
、
Figure 566023DEST_PATH_IMAGE174
、
Figure 990313DEST_PATH_IMAGE175
、
Figure 454792DEST_PATH_IMAGE176
、
Figure 530196DEST_PATH_IMAGE177
、
Figure 976090DEST_PATH_IMAGE178
、
Figure 995998DEST_PATH_IMAGE179
、
Figure 405114DEST_PATH_IMAGE180
、
Figure 611055DEST_PATH_IMAGE181
、
Figure 306479DEST_PATH_IMAGE182
、t是根据实际情况进行设置。
实施例
以待测长度为30m的斜坡场景为例，对本发明提出的一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方方法及三维正演方法进行详细说明，检测方法具体实施步骤如下：
将电极A1、电极A2、电极A3分别钉入斜坡下方地面距离斜坡底边10m处的位置，将电极B1、电极B2、电极B3分别钉入斜坡顶端坡面距离斜坡顶边10m处的位置，随后选取长度为50m的发射线和接收线，将第一发射线3、接收线4和第二发射线5分别平行置于斜坡面并贴合坡体，接收线4处于两条发射线中间，间距分别为25m，最后将磁共振仪器的发射机和接收机共同置于斜坡下方地面距离斜坡底边5m处的位置；
按照如图2所示的方式连接各组件，第一发射线3的两端经发射机1分别与电极A1和电极B1连接，第二发射线5的两端经发射机1分别与电极A3和电极B3连接，接收线4的两端经接收机2分别与电极A2和电极B2连接；
随后启动发射机，开始激发地下水；当发射机关断电源时，启动接收机开始采集斜坡下方的地下水磁共振响应信号；直至信号采集完成，关闭接收机。
针对上述场景的地下水磁共振响应进行三维正演数值模拟，设定参数
Figure 954629DEST_PATH_IMAGE183
、
Figure 416703DEST_PATH_IMAGE184
、
Figure 591333DEST_PATH_IMAGE185
、
Figure 598603DEST_PATH_IMAGE186
、
Figure 593104DEST_PATH_IMAGE187
、
Figure 625913DEST_PATH_IMAGE188
、
Figure 264836DEST_PATH_IMAGE189
、
Figure 302062DEST_PATH_IMAGE190
、
Figure 970810DEST_PATH_IMAGE191
、
Figure 994260DEST_PATH_IMAGE192
；
计算第一发射线3产生的3D激发磁场；
Figure 877903DEST_PATH_IMAGE193
Figure 243287DEST_PATH_IMAGE194
Figure 353326DEST_PATH_IMAGE195
接下来，计算第二发射线5产生的3D激发磁场；
Figure 305101DEST_PATH_IMAGE196
Figure 433463DEST_PATH_IMAGE197
Figure 219016DEST_PATH_IMAGE198
则，得到3D地下空间总激发磁场
Figure 675406DEST_PATH_IMAGE199
；
Figure 56971DEST_PATH_IMAGE200
下面，计算接收线4产生的3D接收磁场
Figure 180784DEST_PATH_IMAGE201
；
Figure 137239DEST_PATH_IMAGE202
Figure 549766DEST_PATH_IMAGE203
Figure 499136DEST_PATH_IMAGE204
Figure 352823DEST_PATH_IMAGE205
其中，
Figure 73654DEST_PATH_IMAGE206
是接收线4的长度；
利用
Figure 124875DEST_PATH_IMAGE207
和
Figure 894248DEST_PATH_IMAGE208
计算3D核函数
Figure 851708DEST_PATH_IMAGE209
；
Figure 743441DEST_PATH_IMAGE210
最后得到双折线源磁共振正演响应信号
Figure 68243DEST_PATH_IMAGE211
；
Figure 595301DEST_PATH_IMAGE212
。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法，其特征在于，该方法包括：
设置两条发射线平行放置于坡体表面；
将一条接收线平行于发射线置于两条发射线之间，所述两条发射线以及接收线等长，所述接收线与两条发射线之间的间距相等；
在发射线以及接收线的两端设置电极，所述发射线的电极与发射机相连，所述接收线的电极与接收机相连；
启动发射机，开始激发地下水；当发射机关断电源时，启动接收机开始采集斜坡下方的地下水磁共振响应信号；直至信号采集完成，关闭接收机；
根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场；
根据两个发射线产生的三维激发磁场得到地下空间的总激发磁场；
计算接收线产生的三维接收磁场；
利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应；
所述根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场中具体包括：
分别计算三个方向的激发磁场：
Figure QLYQS_13
Figure QLYQS_1
Figure QLYQS_9
其中，
Figure QLYQS_4
为真空磁导率，
Figure QLYQS_5
是发射电流强度，
Figure QLYQS_8
、
Figure QLYQS_12
、
Figure QLYQS_10
为三维坐标，
Figure QLYQS_15
为发射线与接收线的距离，
Figure QLYQS_3
和
Figure QLYQS_6
分别是一阶和零阶贝塞尔函数，
Figure QLYQS_16
是积分系数，
Figure QLYQS_18
，
Figure QLYQS_17
，
Figure QLYQS_19
，
Figure QLYQS_2
是发射线的长度，
Figure QLYQS_7
、
Figure QLYQS_11
、
Figure QLYQS_14
为势函数；
势函数的计算为：
Figure QLYQS_22
Figure QLYQS_26
Figure QLYQS_29
其中，
Figure QLYQS_21
，
Figure QLYQS_24
，
Figure QLYQS_27
，
Figure QLYQS_30
是拉莫尔频率，
Figure QLYQS_20
是大地的电导率，
Figure QLYQS_25
，
Figure QLYQS_28
，
Figure QLYQS_31
，
Figure QLYQS_23
根据边界条件推导得到；
计算总激发磁场为：
Figure QLYQS_32
其中，
Figure QLYQS_33
和
Figure QLYQS_34
分别为两条发射线的激发磁场；
所述计算接收线产生的三维接收磁场中具体包括：
Figure QLYQS_35
Figure QLYQS_36
Figure QLYQS_37
Figure QLYQS_38
其中，
Figure QLYQS_39
是接收线的长度；
所述利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数具体中包括：
Figure QLYQS_41
其中，
Figure QLYQS_45
是氢质子在热平衡状态下的净宏观磁化强度，
Figure QLYQS_49
是氢核的旋磁比，
Figure QLYQS_43
是电流脉冲矩，
Figure QLYQS_44
，
Figure QLYQS_48
是单位激励电流强度下激发磁场
Figure QLYQS_52
在垂直于地磁场方向上的顺时针旋转分量；
Figure QLYQS_40
是单位激励电流强度下接收磁场
Figure QLYQS_47
在垂直于地磁场方向上的逆时针旋转分量；
Figure QLYQS_51
和
Figure QLYQS_53
是椭圆极化场的相位参数，
Figure QLYQS_42
、
Figure QLYQS_46
、
Figure QLYQS_50
分别是接收磁场、发射磁场以及地磁场的单位向量；
所述根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应中具体包括：采用如下的公式计算磁共振响应：
Figure QLYQS_54
其中，
Figure QLYQS_55
是地下含水量随深度的分布，
Figure QLYQS_56
是信号的初始相位，t为信号采集时间，
Figure QLYQS_57
是平均横向弛豫时间。
2.一种双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测的三维正演方法，其特征在于，根据两条平行的发射线，以及发射线之间等间距平行设置的接收线的发射数据与接收数据进行三维正演计算，包括：
根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场；
根据两个发射线产生的三维激发磁场得到地下空间的总激发磁场；
计算接收线产生的三维接收磁场；
利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应;
所述根据发射线与接收线之间的距离、接收线的长度以及发射电流强度分别计算两个发射线产生的三维激发磁场中具体包括：
分别计算三个方向的激发磁场：
Figure QLYQS_58
Figure QLYQS_62
Figure QLYQS_65
其中，
Figure QLYQS_60
为真空磁导率，
Figure QLYQS_63
是发射电流强度，
Figure QLYQS_66
、
Figure QLYQS_68
、
Figure QLYQS_61
为三维坐标，
Figure QLYQS_64
为发射线与接收线的距离，
Figure QLYQS_67
和
Figure QLYQS_69
分别是一阶和零阶贝塞尔函数，
Figure QLYQS_59
是积分系数，
Figure QLYQS_70
,
Figure QLYQS_71
,
Figure QLYQS_72
，
Figure QLYQS_73
是发射线的长度，
Figure QLYQS_74
、
Figure QLYQS_75
、
Figure QLYQS_76
为势函数；
势函数的计算为：
Figure QLYQS_78
Figure QLYQS_82
Figure QLYQS_85
其中，
Figure QLYQS_77
,
Figure QLYQS_83
,
Figure QLYQS_86
，
Figure QLYQS_88
是拉莫尔频率，
Figure QLYQS_80
是大地的电导率，
Figure QLYQS_81
，
Figure QLYQS_84
，
Figure QLYQS_87
，
Figure QLYQS_79
根据边界条件推导得到；
计算总激发磁场为：
Figure QLYQS_89
其中，
Figure QLYQS_90
和
Figure QLYQS_91
分别为两条发射线的激发磁场；
所述计算接收线产生的三维接收磁场中具体包括：
Figure QLYQS_92
Figure QLYQS_93
Figure QLYQS_94
Figure QLYQS_95
其中，
Figure QLYQS_96
是接收线的长度；
所述利用总激发磁场和三维接收磁场计算滑坡地下空间的三维核函数中具体包括：
Figure QLYQS_98
其中，
Figure QLYQS_101
是氢质子在热平衡状态下的净宏观磁化强度，
Figure QLYQS_105
是氢核的旋磁比，
Figure QLYQS_100
是电流脉冲矩，
Figure QLYQS_104
,
Figure QLYQS_108
是单位激励电流强度下激发磁场
Figure QLYQS_110
在垂直于地磁场方向上的顺时针旋转分量；
Figure QLYQS_97
是单位激励电流强度下接收磁场
Figure QLYQS_102
在垂直于地磁场方向上的逆时针旋转分量；
Figure QLYQS_106
和
Figure QLYQS_109
是椭圆极化场的相位参数，
Figure QLYQS_99
、
Figure QLYQS_103
、
Figure QLYQS_107
分别是接收磁场、发射磁场以及地磁场的单位向量；
根据三维核函数和地下含水量分布得到折线收发方式下的磁共振响应，包括：采用如下的公式计算磁共振响应：
Figure QLYQS_111
其中，
Figure QLYQS_112
是地下含水量随深度的分布，
Figure QLYQS_113
是信号的初始相位，t为信号采集时间，
Figure QLYQS_114
是平均横向弛豫时间。
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