برآورد عمق و مکان بی هنجاری های حاصل از داده های الکترومغناطیس زمینی حوزه فرکانس با استفاده از روش تصویر برداری عمق از نقاط بینهایت

ژئوفیزیک - روش ادامه فراسو - تصویربرداری - برآورد عمق - الکترومغناطیس حوزه فرکانس - الکترومغناطیس حوزه فرکانس

در تفسیر داده های میدان پتانسیل روش های گرانی سنجی و مغناطیس سنجی با بهره گیری از روش های تصویربرداری مشخصه های توده ی مدفون از جمله عمق، موقعیت افقی، هندسه و خواص فیزیکی را میتوان تعیین نمود. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره برآورد عمق و مکان بی هنجاری های حاصل از داده های الکترومغناطیس زمینی حوزه فرکانس با استفاده از روش تصویر برداری عمق از نقاط بینهایت روش ادامه فراسو با مطالعات ژئوفیزیک در آسیا ژئوفیزیک تماس بگیرید.

برآورد عمق و مکان بی هنجاری های حاصل از داده های الکترومغناطیس زمینی حوزه فرکانس با استفاده از روش تصویر برداری عمق از نقاط بینهایت

این روش ها به طور مرسوم بر روی میدان های الکترومغناطیسی استفاده نمیشوند. زیرا روش های الکترومغناطیس از معادلات لاپلاس پیروی نکرده و بر پایه معادلات هلمهولتز میباشند.

در این پژوهش، کارآمدی روش عمق از نقاط بینهایت (DEXP) یا بر روی داده های الکترومغناطیس زمینی حوزه فرکانس برای برآورد موقعیت افقی و عمقی ساختارهای رسانای زیرسطحی بررسی شده است. تبدیل DEXP بر پایه مقیاس دهی میدان در ارتفاع های مختلف با توان مناسبی از ارتفاع است.

اهمیت فرآیند ادامه فراسو در روش های تصویربرداری

با توجه به اهمیت فرآیند ادامه فراسو در روش های تصویربرداری، در این پژوهش نخست فرآیند ادامه فراسو برای داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس کد نویسی شده و از آن در فرآیند تبدیل DEXP استفاده شده است.

در ابتدا برای بررسی کارایی تبدیل DEXP در تفسیر داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس، از داده های مصنوعی تولید شده با استفاده از نرم افزار کامسول برای مدل  های سطح تماس، دایک نازک و استوانه در محیط دوبعدی استفاده شده است.

نتایج بدست آمده

نتایج بدست آمده، نشان از کارآمدی این روش در برآورد عمق و موقعیت افقی اهداف مصنوعی، با دقت بالا دارد. برای بررسی عملی روش پیشنهادی، در یک منطقه صنعتی در جنوب ایتالیا (شهر ناپل) که شماری لوله و کابل با عمق و ابعاد مشخص عبور کرده اند، یک مجموعه داده در یک شبکه منظم با استفاده از دستگاه EM31 برداشت شده است.

مقدمه

سرعت، دقت، حجم بالای داده و غیرمخرب بودن روش های الکترومغناطیس حوزه فرکانس، سبب کاربرد گسترده این روش ها برای بررسی رسانندگی الکتریکی و تراوایی مغناطیسی ساختارهای نزدیک به سطح شده است.

در ژئوفیزیک، این، روش الکترومغناطیسی غیرمخرب با نام های متفاوتی مانند روش لوپ،لوپ

  • الکترومغناطیس القایی
  • رسانندگی سنج
  • و تحت شرایط ویژه ای به عنوان روش عدد القای پایین شناخته میشود.

دستگاه های LIN

دستگاه های LIN  برای اندازه گیری تغییرات رسانندگی الکتریکی زیر سطح زمین استفاده میشوند (McNeil, 1980).

با فرض برداشت داده ها در سطح زمین (ارتفاع صفر) و تراوایی مغناطیسی برابر خلأ برای زمین، شرط عدد القاء پایین تا هنگامی که عمق پوست خیلی بیشتر از فاصله میان فرستنده و گیرنده باشد، درست است.

فرآیند تفسیر داده های دستگاه های الکترومغناطیس

فرآیند تفسیر داده های دستگاه های الکترومغناطیس حوزه فرکانس زمینی را میتوان به دو صورت کیفی و کمی تقسیم نمود.

دیدگاه کیفی بر مبنای مشاهده داده های رسانندگی الکتریکی ظاهری و تراوایی مغناطیسی ظاهری (یا مؤلفه حقیقی و موهومی) است. در این مورد می توان مکان و هندسه سطحی تقریبی آنومالیها را برآورد نمود.

روش های گوناگون وارون سازی

با این دیدگاه، نمیتوان اطلاعاتی درباره عمق، هندسه کلی و خصوصیات الکترومغناطیسی اهداف مانند رسانندگی یا تراوایی مغناطیسی را آشکار نمود.

بنابراین روش های گوناگون وارون سازی به منظور ارائه تصویری دقیق از خصوصیات الکترومغناطیسی زیرسطحی با استفاده از داده های این دستگاه ها گسترش یافته اند.

وارون سازی داده های

بنابراین وارون سازی داده های حاصل از دستگاه هایی که تنها از یک فرکانس و یک فاصله فرستنده- گیرنده بهره میبرند. ممکن نیست و تفسیر داده های این دستگاه ها معمولاً به صورت کیفی است.

از طرف دیگر، برای دستگاه هایی مانند GSSI EMP400 profiler یک مجموعه داده دربرگیرنده صدها هزار داده در یک هکتار است و برای مدلسازی این دستگاه ها با وضوح 10 سانتیمتر و تا عمق ۵ متر نیاز به ۵۰ میلیون پارامتر است .

وارون سازی داده های این دستگاه ها

بنابراین وارون سازی داده های این دستگاه ها نیازمند حجم بالای محاسبات است؛ که به طبع نیازمند رایانه های قوی و فرآیندی زمانبر است.

در این مقاله به منظور غلبه بر این مشکلات، سعی شده از رویکرد تصویربرداری که به صورت گستره در روش های ژئوفیزیکی پتانسیل (مغناطیس سنجی و گرانی- سنجی) مورد استفاده است؛ بهره گرفته شود.

تفسیر داده ها در سطح های (ارتفاع های) گوناگون

در سال های اخیر روش های تصویربرداری گوناگونی بر پایه تفسیر داده ها در سطح های (ارتفاع های) گوناگون و به منظور ارائه سریع تصویرهای دوبعدی و سه بعدی از توده های زیرسطحی زیر نام روش های چند مقیاسی ارائه شده اند در این پژوهش روش DEXP بر روی داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس زمینی ارزیابی می شود.

تبدیل DEXP

تبدیل DEXP که بر پایه ی مقیاس دهی میدان در مقیاس های (ارتفاعهای) مختلف با توان مناسبی از همان ارتفاع است؛ برای تفسیر کمی داده های پتانسیل پیشنهاد گردید .

تابع مقیاس ده در این روش تابعی از ارتفاع، توان مقیاس دهی و مرتبه میدان است.

روش تصویربرداری DEXP

روش تصویربرداری DEXP برای برآورد عمق توده های زیرسطحی بر روی داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس دریایی (عمق پی جویی 1-2 کیلومتر) به صورت موفقیت آمیزی استفاده شده است .

(Di Castelmezzano, 2013) در این پژوهش کارایی تبدیل DEXP در برآورد عمق اهداف رسانا در داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس زمینی (عمق پی جویی کمتر از 6۰ متر) با استفاده از داده های مصنوعی و واقعی برآمده از دستگاه EM31 ارزیابی شده است.

تبدیل DEXP ژئوفیزیک

همچنین در این پژوهش به منظور کاهش خطای برآورد عمق در محاسبات مربوط به تبدیل DEXP از فرایند ادامه فراسو که بر پایه معادله هلمهولتز میباشد، استفاده شده است.

روش LIN ژئوفیزیک

به طور کلی، روش های الکترومغناطیس حوزه فرکانس با بهره گیری از  جریان متغیر با زمان، یک میدان مغناطیس اولیه (Hp) در پیچه فرستنده (TX)  تولید میکنند.

اگر یک توده رسانا داخل زمین وجود داشته باشد، جریان های گردابی در توده القاء شده (قانون فارادی) و این جریان ها میدان مغناطیسی ثانویه تولید میکنند (قانون آمپر). در نهایت پیچه ی گیرنده (RX) میدان مغناطیسی اولیه و ثانویه (Hs) را ثبت میکند.

تصویربرداری در روش الکترومغناطیس حوزه فرکانس

در تفسیر داده های میدان پتانسیل (روش های گرانی سنجی و مغناطیس سنجی) با بهره گیری از روش های تصویربرداری پارامترهای توده های مدفون از جمله عمق، موقعیت افقی، شاخص ساختاری و خواص فیزیکی را میتوان تعیین نمود.

این روش ها به طور مرسوم بر روی میدان های الکترومغناطیس استفاده نمیشوند، زیرا روش های الکترومغناطیس از معادلات لاپلاس پیروی نکرده و بر اساس معادله هلمهولتز میباشند.

روش های تصویربرداریژئوفیزیک

در این حالت به طور مستقیم میتوان از روش های تصویربرداری (با استفاده از فرآیند ادامه فراسو پیشنهاد شده برای روش های پتانسیل) گسترش یافته برای روش های پتانسیل استفاده نمود.

با این فرضیات، از مشتقات زاویه تیلت به منظور برآورد موقعیت افقی و عمق ساختارهای زیرسطحی در داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس.

روش هندسی و DEXP

از روش هندسی و DEXP برای برآورد عمق توده های زیرسطحی در داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس دریایی. از روش گرادیان کامل نرمال شده برای برآورد.

عمق بی هنجاری های الکترومغناطیس حوزه فرکانس برآمده از اهداف صفحه ای با شیب های متفاوت، استفاده نمودند.در نتیجه پارامترهای برآورد شده از روش های تصویربرداری با خطای بالا همراه خواهند بود.

معادله لاپلاس

در این پژوهش برای رفع این مشکل از فرآیند ادامه فراسوی پیشنهادی بر اساس معادله هلمهولتز در روش تصویربرداری DEXP در تفسیر داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس استفاده شده است.

روش تصویربرداری ژئوفیزیک

لازم به ذکر است که روش تصویربرداری برای داده های الکترومغناطیس حوزه فرکانس نخستین بار توسط (Roy, 1966). پیشنهاد گردید Roy (1966) نشان داد که عمق بالای سطح توده ها را میتوان با دقت قابل توجهی با استفاده از روش ادامه فراسو برآورد نمود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

اینستاگرام آسیا ژئوفیزیک

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    خانهخدماتتماسارتباط با ما