甚早期时间域电磁系统——VETEM

本文介绍了国外新近研究开发的一种甚早期时间域电磁系统。这种系统主要用于浅层勘探，其探测深度为表层５ｍ以内，重点解决在导电条件为２０－３０Ω·ｍ时常规电磁法和探地雷达都难以探测的区域。由于在这三个区域有三维目标体可能具有导电性或介电性，这就要求探测系统能够在这个埋藏废物的环境区域分辨导电和介电物体，即需要同时考虑传导电流和位移电流。文中介绍了正演模拟，仪器性能以及野外试验测试结果。     

ATEM-Ⅱ型瞬变电磁系统的实际应用

介绍了ATEM-II型瞬变电磁系统在矿产普查、大型矿山潜力资源探查、地下水勘察、城市工程勘察和地下活断层调查、矿井透水预测等领域的应用实例.     

电磁式可控震源-大地耦合过程中的非线性特征分析

基于液压式可控震源的线性模型在电磁式可控震源的应用上已不再适合, 故电磁式可控震源-大地耦合模型研究对实现有限激励能量向大地的最佳传输至关重要. 由于可控震源基板中含有大量高频谐波, 在耦合模型中引入非线性恢复力, 并通过用多尺度法对系统进行了非线性振动分析. 对振动过程中的超谐共振现象为能量传输过程中谐波的产生给出了合理的解释, 并为可控震源地震勘探中互相关参考信号的选取提出了改进方案, 通过野外实验, 取得了良好的应用效果.     

金属矿地震散射波场的数值模拟研究

地震方法用于寻找石油、煤田等沉积层控矿床已取得许多成功经验和大量的成果；对于金属矿可依据微扰理论，通过地震波散射响应的强弱推断矿体。模拟实验结果表明，散射波相干性的好坏与杂乱散射体的不均匀性有关；不均匀性越强，产生的散射相干性就越好。     

相控震源对地震信号信噪比的改善研究

当测区噪声很强，采用组合震源工作仍然不能满足信噪比要求时，为进一步提高地震勘探信噪比，引入能形成定向地震波的相控震源.针对水平层状介质模型，对组合震源、相控震源地震进行了数值模拟，并定量计算了采用4，8，15，20单元的组合与相控震源地震数据的信噪比，同组合地震相比，相控地震使来自不同反射层的反射波信号的信噪比平均提高了154～990 dB.结果表明，相控震源地震得到的反射波信号信噪比高于组合地震，并且随着激震器数目增加，相控震源合成地震记录中的反射波地震数据信噪比明显提高.     

ATTEM系统中电流关断期间瞬变电磁场响应求解的研究

在瞬变电磁法中，由于发射电流关断时间不为零、接收线圈的谐振频率有限，早期瞬变电磁信号发生畸变，只能舍弃，因此存在着探测盲区. 针对这一问题，研究了瞬变电磁方法中发射电流关断期间总磁场的形成过程，论证了一次场、二次场和总瞬变场的关系，分析了接收线圈的频率特性和关断时间对瞬变电磁场的影响，提出从总磁场中剔除一次磁场影响的方法，从而获得电流关断期间和电流关断后的早期瞬变电磁场. 采用吉林大学自主研制的瞬变电磁测量系统(ATTEM)在长春市伊通河活断层进行勘探，进一步验证了算法的有效性，缩短了瞬变电磁法的勘探盲区，实现了近地表4 m以下的勘探，可以清晰地分辨近地表的低阻异常，提高了浅层探测精度和分辨率.     

基于能量运算的磁共振信号尖峰噪声抑制方法

磁共振探测信号微弱,使用高灵敏度的核磁共振地下水探测仪,极易受到环境噪声干扰.其中,工频谐波噪声和尖峰噪声,是影响信号质量最严重的两类噪声.国内外研究表明,通过参考线圈的布设,依据探测线圈和参考线圈中噪声相关性,利用自适应参考对消算法,能够有效抑制工频谐波噪声.然而,尖峰噪声的存在严重影响了主通道与参考道的数据相关性,成为了参考对消算法应用的难题与障碍.为解决这一问题,本文提出磁共振信号中尖峰噪声的抑制方法,推导了能量域磁共振信号表达式,通过计算信号能量,可有效检测尖峰噪声并突出不易识别的小幅度尖峰噪声,采用基于中位数的绝对偏差法确定阈值,进而剔除尖峰噪声.为了验证去噪效果,与应用较广的统计叠加法进行对比研究.仿真结果表明,对于干扰幅度较大、持续时间较长的尖峰噪声,能量运算法和统计叠加法均能识别并剔除,且不损失有效的磁共振信号,标准差偏差控制在0.3%以内,可以满足实际应用的要求;对于小于信号幅度1.5倍的尖峰噪声,能量运算法可有效识别并剔除,而统计叠加法无法实现.针对多通道探测系统,使用能量运算法剔除尖峰噪声后,可明显提高主通道和参考道的数据相关性,为后续自适应参考对消算法的应用奠定了基础.实测数据处理结果进一步证明了本文方法的实用性.     

遥测地震仪发展综述

目前遥测地震仪已经成为地震勘探中的主流设备,在各种勘探和工程地质评价领域取得了非常好的效果.遥测地震仪具有采集道数多、采集率高、数字传输、抗干扰能力强等优越性.本文首先按照数字地震仪的数据传输方式对遥测地震仪进行了分类(有线遥测地震仪、无线遥测地震仪);并对国内外遥测地震仪进行了详细的介绍,主要对比了国内外有线遥测地震仪的性能指标;最后总结了国内遥测地震仪不足之处,并展望了其未来发展方向.     

浅层地震探测的可控震源信号设计

在工程与环境物探中,浅层地震探测是一种常用的高分辨率物探方法,但是这种方法使用的炸药震源和枪击震源破坏力大,对人和建筑物都有危害,因而被禁止在人口稠密的地区使用．因此,无公害的电磁驱动可控震源技术得到了发展和应用．利用扫描信号压缩技术,小能量弹性波Chirp信号可持续向地下发送,不损害地面和建筑物,对人群也没有影响,是一种较理想的城市浅层地震震源．本文介绍了电磁驱动可控震源的信号设计方法,并简要介绍了具有波束定向能力的相控震源的设计思想．     

基于不等式约束的磁共振信号T2谱多指数分解法及算法改进

磁共振地下水探测信号的弛豫时间T₂和振幅与地下岩石孔隙大小和地下水的含水量直接相关。目前,磁共振地下水探测方法中,信号的衰减特性由平均弛豫时间T^*₂来描述。然而,对于复杂的多孔介质组成的岩石结构,仅由T^*₂无法准确描述地下孔隙情况。详细研究了基于不等式约束的多指数分解法,进行了信号T₂谱的提取,并重新计算多指数形式下的信号初始振幅。结果表明：对比信号在不同采集时间下的T₂谱提取结果,延长信号的采集时间有助于T₂谱的准确提取;通过磁共振仿真信号计算并分析不同信噪比下的T₂谱提取结果,信噪比大于30 dB时相对误差平均值小于5%;进行算法改进,得到信噪比大于10 dB时相对误差平均值小于5%的结果,且幅值和T₂的相对误差平均值降低了约1/3。由此可知:采用多指数分解法能够获得磁共振信号的T₂谱,正则化技术和加权修正能够提高T₂谱的准确度和抗干扰能力;与单指数方式相比,采用多指数拟合能够更准确地恢复信号初始振幅。