本技術(shù)涉及地球物理勘探，具體而言，涉及一種基于時(shí)移項(xiàng)約束的時(shí)移反演方法。

背景技術(shù)：

1、地球物理學(xué)是地球科學(xué)的主要學(xué)科之一，是研究地球以及尋找地球內(nèi)部礦藏資源的一門綜合性學(xué)科。依據(jù)研究物理場的不同可以分為重力勘探、磁法勘探、電法勘探和地震勘探等。電阻率法是電法勘探的主要分支方法之一，由于其具備操作簡便、成本低廉、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、海水入侵、地質(zhì)災(zāi)害等場景被廣泛應(yīng)用。

2、由于監(jiān)測過程中外界環(huán)境的變化對監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的反演結(jié)果不能準(zhǔn)確反演出地下介質(zhì)的變化情況，現(xiàn)有技術(shù)中常采用基于時(shí)移項(xiàng)約束的時(shí)移反演方法進(jìn)行反演，其中，時(shí)移項(xiàng)將不同時(shí)刻數(shù)據(jù)同步反演，不同時(shí)刻數(shù)據(jù)互相約束，可以保證不同時(shí)刻反演結(jié)果隨時(shí)間連續(xù)變化，具有一定的壓制背景噪聲干擾的作用。但以往研究中時(shí)移項(xiàng)的權(quán)重因子通常設(shè)置為常數(shù)，這種方法忽略了地下有些區(qū)域在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生了較大變化，而不是隨時(shí)間連續(xù)變化的情況，容易導(dǎo)致反演結(jié)果存在一定誤差，使得反演結(jié)果精度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)的目的在于提供一種基于時(shí)移項(xiàng)約束的時(shí)移反演方法，通過為時(shí)移項(xiàng)選取合適的權(quán)重因子，降低反演結(jié)果誤差，從而提高反演結(jié)果的精度。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于時(shí)移項(xiàng)約束的時(shí)移反演方法，所述時(shí)移反演方法包括：

3、獲取地下介質(zhì)的視電阻率數(shù)據(jù)；

4、將所述地下介質(zhì)對應(yīng)的研究區(qū)域劃分成多個(gè)網(wǎng)格單元，每個(gè)網(wǎng)格單元的初始電阻率值是根據(jù)預(yù)先建立的初始電阻率模型確定的，所述研究區(qū)域的空間范圍大于所述地下介質(zhì)的觀測區(qū)域的空間范圍；

5、構(gòu)建時(shí)移反演的目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)包括時(shí)移項(xiàng)以及與所述時(shí)移項(xiàng)對應(yīng)的第一權(quán)重因子，所述第一權(quán)重因子用于調(diào)節(jié)所述時(shí)移項(xiàng)在所述目標(biāo)函數(shù)中的占比，其中，所述第一權(quán)重因子為第一權(quán)重系數(shù)與第二權(quán)重系數(shù)的乘積，所述第一權(quán)重系數(shù)用于反映相鄰時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率變化量，所述第二權(quán)重系數(shù)用于反映當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率值相對于在相鄰網(wǎng)格單元處的電阻率值的變化量；

6、利用所述視電阻率數(shù)據(jù)，不斷迭代更新所述電阻率模型的模型參數(shù)使所述目標(biāo)函數(shù)不斷減小，以得到最優(yōu)的電阻率模型。

7、一種可選的實(shí)施例中，通過以下步驟確定所述第一權(quán)重系數(shù)：

8、構(gòu)建電阻率變化矩陣，所述電阻率變化矩陣中的矩陣元素表征相鄰時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率比值；

9、根據(jù)所述電阻率變化矩陣的矩陣值，確定每個(gè)網(wǎng)格單元對應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)。

10、一種可選的實(shí)施例中，所述電阻率變化矩陣表示為：

11、

12、其中，表示電阻率變化矩陣，表示初始電阻率模型，表示第t個(gè)觀測時(shí)刻相對于前一觀測時(shí)刻的電阻率變化量，表示相鄰時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率比值，表示觀測數(shù)據(jù)次數(shù)。

13、一種可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)所述電阻率變化矩陣的矩陣值，確定每個(gè)網(wǎng)格單元對應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)，包括：

14、若所述電阻率變化矩陣的矩陣值小于第一設(shè)定值或所述電阻率變化矩陣的矩陣值大于第四設(shè)定值，則將每個(gè)網(wǎng)格單元對應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)設(shè)置為0；

15、若所述電阻率變化矩陣的矩陣值大于第一設(shè)定值且小于第二設(shè)定值，或所述電阻率變化矩陣的矩陣值大于第三設(shè)定值且小于第四設(shè)定值，則將每個(gè)網(wǎng)格單元對應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)設(shè)置為第一目標(biāo)值；

16、若所述電阻率變化矩陣的矩陣值大于第二設(shè)定值且小于第三設(shè)定值，則將每個(gè)網(wǎng)格單元對應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)設(shè)置為第二目標(biāo)值；

17、其中，所述第一設(shè)定值小于所述第二設(shè)定值，所述第二設(shè)定值小于所述第三設(shè)定值，所述第三設(shè)定值小于所述第四設(shè)定值，所述第一目標(biāo)值小于所述第二目標(biāo)值。

18、一種可選的實(shí)施例中，所述將所述地下介質(zhì)對應(yīng)的研究區(qū)域劃分成多個(gè)網(wǎng)格單元，包括：

19、獲取所述觀測區(qū)域的x方向數(shù)據(jù)范圍、y方向數(shù)據(jù)范圍和z方向數(shù)據(jù)范圍；

20、為所述x方向數(shù)據(jù)范圍、所述y方向數(shù)據(jù)范圍和所述z方向數(shù)據(jù)范圍設(shè)置目標(biāo)倍數(shù)，得到所述研究區(qū)域在x方向、y方向和z方向的數(shù)據(jù)范圍；其中，所述目標(biāo)倍數(shù)在3倍至5倍之間；

21、根據(jù)所述研究區(qū)域在x方向、y方向和z方向的數(shù)據(jù)范圍，劃分成多個(gè)網(wǎng)格單元，所述多個(gè)網(wǎng)格單元包括非邊界網(wǎng)格單元和邊界網(wǎng)格單元，所述邊界網(wǎng)格單元包括邊界面網(wǎng)格單元、邊界線網(wǎng)格單元和邊界點(diǎn)網(wǎng)格單元。

22、一種可選的實(shí)施例中，通過以下步驟確定所述第二權(quán)重系數(shù)：

23、針對非邊界網(wǎng)格單元，構(gòu)建電阻率變化關(guān)系式；根據(jù)所述電阻率變化關(guān)系式的變量結(jié)果值，確定每個(gè)非邊界網(wǎng)格單元對應(yīng)的第二權(quán)重系數(shù)；其中，所述非邊界網(wǎng)格單元具有上方網(wǎng)格單元、下方網(wǎng)格單元、左方網(wǎng)格單元、右方網(wǎng)格單元、前方網(wǎng)格單元和后方網(wǎng)格單元；

24、針對邊界網(wǎng)格單元，將每個(gè)邊界網(wǎng)格單元對應(yīng)的第二權(quán)重系數(shù)設(shè)置為0。

25、一種可選的實(shí)施例中，所述電阻率變化關(guān)系式表示為：

26、

27、其中，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在非邊界網(wǎng)格單元處的電阻率值相對于在相鄰網(wǎng)格單元處的電阻率值的變化量，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在非邊界網(wǎng)格單元處的電阻率值，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在右方網(wǎng)格單元處的電阻率值，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在前方網(wǎng)格單元處的電阻率值，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在下方網(wǎng)格單元處的電阻率值，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在左方網(wǎng)格單元處的電阻率值，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在后方網(wǎng)格單元處的電阻率值，表示當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在上方網(wǎng)格單元處的電阻率值。

28、一種可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)所述電阻率變化關(guān)系式的變量結(jié)果值，確定每個(gè)非邊界網(wǎng)格單元對應(yīng)的第二權(quán)重系數(shù)，包括：

29、若所述變量結(jié)果值大于第一變量閾值，則將每個(gè)非邊界網(wǎng)格單元對應(yīng)的第二權(quán)重系數(shù)設(shè)置為第三目標(biāo)值；

30、若所述變量結(jié)果值大于第二變量閾值且不大于第一變量閾值，則將每個(gè)非邊界網(wǎng)格單元對應(yīng)的第二權(quán)重系數(shù)設(shè)置為第四目標(biāo)值；

31、若所述變量結(jié)果值不大于第二變量閾值，則將每個(gè)非邊界網(wǎng)格單元對應(yīng)的第二權(quán)重系數(shù)設(shè)置為第五目標(biāo)值；

32、其中，所述第一變量閾值大于所述第二變量閾值，所述第三目標(biāo)值大于所述第四目標(biāo)值，所述第四目標(biāo)值大于所述第五目標(biāo)值。

33、一種可選的實(shí)施例中，所述目標(biāo)函數(shù)還包括數(shù)據(jù)項(xiàng)，模型項(xiàng)以及與所述模型項(xiàng)對應(yīng)的第二權(quán)重因子，所述數(shù)據(jù)項(xiàng)用于計(jì)算視電阻率數(shù)據(jù)和反演結(jié)果響應(yīng)的電阻率數(shù)據(jù)之間的差異，所述模型項(xiàng)用于計(jì)算所述電阻率模型的光滑度，所述第二權(quán)重因子表征所述模型項(xiàng)在所述目標(biāo)函數(shù)中的占比。

34、一種可選的實(shí)施例中，所述目標(biāo)函數(shù)通過以下公式表示：

35、

36、其中，表示電阻率模型，表示時(shí)移反演的目標(biāo)函數(shù)，表示數(shù)據(jù)項(xiàng)，表示模型項(xiàng)，表示時(shí)移項(xiàng)，表示目標(biāo)函數(shù)中模型項(xiàng)對應(yīng)的第二權(quán)重因子，表示目標(biāo)函數(shù)中時(shí)移項(xiàng)對應(yīng)的第一權(quán)重因子，表示第一權(quán)重系數(shù)，表示第二權(quán)重系數(shù)，為哈達(dá)瑪積符號，表示相同網(wǎng)格單元對應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)相乘。

37、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種基于時(shí)移項(xiàng)約束的時(shí)移反演裝置，所述時(shí)移反演裝置包括：

38、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取地下介質(zhì)的視電阻率數(shù)據(jù)；

39、網(wǎng)格劃分模塊，用于將所述地下介質(zhì)對應(yīng)的研究區(qū)域劃分成多個(gè)網(wǎng)格單元，每個(gè)網(wǎng)格單元的初始電阻率值是根據(jù)預(yù)先建立的初始電阻率模型確定的，所述研究區(qū)域的空間范圍大于所述地下介質(zhì)的觀測區(qū)域的空間范圍；

40、函數(shù)構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建時(shí)移反演的目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)包括時(shí)移項(xiàng)以及與所述時(shí)移項(xiàng)對應(yīng)的第一權(quán)重因子，所述第一權(quán)重因子用于調(diào)節(jié)所述時(shí)移項(xiàng)在所述目標(biāo)函數(shù)中的占比，其中，所述第一權(quán)重因子為第一權(quán)重系數(shù)與第二權(quán)重系數(shù)的乘積，所述第一權(quán)重系數(shù)用于反映相鄰時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率變化量，所述第二權(quán)重系數(shù)用于反映當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率值相對于在相鄰網(wǎng)格單元處的電阻率值的變化量；

41、模型更新模塊，用于利用所述視電阻率數(shù)據(jù)，不斷迭代更新所述電阻率模型的模型參數(shù)使所述目標(biāo)函數(shù)不斷減小，以得到最優(yōu)的電阻率模型。

42、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種電子設(shè)備，包括：處理器、存儲器和總線，所述存儲器存儲有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲器之間通過總線通信，所述機(jī)器可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如上述的時(shí)移反演方法的步驟。

43、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上述的時(shí)移反演方法的步驟。

44、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于時(shí)移項(xiàng)約束的時(shí)移反演方法，在該時(shí)移反演方法中，首先獲取地下介質(zhì)的視電阻率數(shù)據(jù)；然后將地下介質(zhì)對應(yīng)的研究區(qū)域劃分成多個(gè)網(wǎng)格單元，每個(gè)網(wǎng)格單元的初始電阻率值是根據(jù)預(yù)先建立的初始電阻率模型確定的，研究區(qū)域的空間范圍大于地下介質(zhì)的觀測區(qū)域的空間范圍；接著構(gòu)建時(shí)移反演的目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)包括時(shí)移項(xiàng)以及與時(shí)移項(xiàng)對應(yīng)的第一權(quán)重因子，第一權(quán)重因子用于調(diào)節(jié)時(shí)移項(xiàng)在目標(biāo)函數(shù)中的占比，其中，第一權(quán)重因子為第一權(quán)重系數(shù)與第二權(quán)重系數(shù)的乘積，第一權(quán)重系數(shù)用于反映相鄰時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率變化量，第二權(quán)重系數(shù)用于反映當(dāng)前時(shí)刻電阻率模型在各個(gè)網(wǎng)格單元處的電阻率值相對于在相鄰網(wǎng)格單元處的電阻率值的變化量；最后利用視電阻率數(shù)據(jù)，不斷迭代更新電阻率模型的模型參數(shù)使目標(biāo)函數(shù)不斷減小，以得到最優(yōu)的電阻率模型。本技術(shù)實(shí)施例為時(shí)移項(xiàng)選取合適的權(quán)重因子，具體為根據(jù)地下區(qū)域的不同變化情況選取適宜的第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)，以更好的體現(xiàn)地下模型的真實(shí)變化，能夠降低反演結(jié)果誤差，從而提高反演結(jié)果的精度。

45、為使本技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。