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航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释
摘要：
本文基于航空瞬变电磁法（TEM）理论，对一维正演模拟及反演解释进行了探究。首先，介绍了TEM方法及其应用背景与意义；其次，解析了TEM正演模拟技术的基本理论、方法流程与模拟结果分析；进而，探究了TEM反演技术的基本原理、方法流程与研究进展，并列举实例说明了TEM反演方法的应用效果与展望。最后，对TEM方法未来研究方向进行了展望。
关键词：航空瞬变电磁法，一维正演，反演解释，方法流程，应用展望。
Abstract：
Basedonthetheoryofairbornetransientelectromagneticmethod(TEM),thispaperexplorestheone-dimensionalforwardsimulationandinversioninterpretation.First,theapplicationbackgroundandsignificanceofTEMmethodareintroduced.Secondly,thebasictheory,methodprocessandsimulationresultanalysisofTEMforwardsimulationtechnologyareanalyzed.Then,thebasicprinciple,methodprocessandresearchprogressofTEMinversiontechnologyareexplored,andexamplesaregiventoillustratetheapplicationeffectandprospectofTEMinversionmethod.Finally,thefutureresearchdirectionofTEMmethodisprospected.
Keywords：airbornetransientelectromagneticmethod;one-dimensionalforwardsimulation;inversioninterpretation;methodprocess;applicationprospect.
一、引言
在地质勘探领域，电法探测技术是常用的地下物探手段之一，并且用途广泛。早期传统电法勘探方法多为地面观测，然而地表条件往往影响了电场的传播，从而减少探测深度。近年来，随着TEM技术的发展，航空瞬变电磁法（TEM）逐渐受到关注。与传统电法相比，TEM技术可克服地表条件的影响，获得更深的电场信息，因此可用于深部物探工作。本文就是基于TEM技术理论，探究TEM方法中的一维正演模拟技术与反演解释方法。
二、TEM方法概述
TEM方法是在电磁场学理论基础上研究地质中物理参数的一种勘探方法。它是一种非常有效的地下介质物探手段。其基本原理是通过构建人工瞬变电场，在地下产生感应电流，记录地面上感应电场的变化来推断地下介质的电特性。TEM方法可以分为频域TEM、时域TEM和全波形反演TEM三种类型。其中，时域TEM最具代表性。TEM技术在石油勘探、矿产勘探、水文勘探和工程地质勘探等领域得到了广泛应用。
三、TEM一维正演模拟技术
TEM一维正演模拟技术是TEM技术的重要组成部分，是指通过假定地下介质的某些物理参数，模拟电磁场的传输，进而计算出地表感应电场信号的一种计算方法。模拟得到的感应电场剖面与实际测量的电场剖面进行对比，可以从反演求解中获取到地下介质的物理参数信息（如电阻率、磁导率等），进而实现对地下物质的探测。TEM一维正演模拟技术的基本流程如下：
（1）地下介质欧姆剖面建立
将地下介质按照一定空间分辨率划分成一定数目的层，每一层包括一个欧姆参数和厚度。欧姆参数通常用电阻率来表示，层厚度为连续变化。
（2）电场分析
在电场分析环节中，引入麦克斯韦方程组，这是一个关于电磁场又称为电（磁）场方程组。麦克斯韦方程组是电（磁）场理论中非常重要的基本方程，包括四个方程：高斯定理、安培环路定理、法拉第电磁感应定律和磁场高斯定理。利用麦克斯韦方程组分析电磁场的变化，进而获得感应电场信息。
（3）欧姆计算
通过欧姆振荡电路的建立，可以计算地下介质的电器参数，利用传输线模型把电流在每一层的传输过程中的衰减、反射、传播等过程计算出来。
（4）模拟算法分析
对于TEM一维正演模拟技术而言，常用的有有限元法、有限差分法、有限体积法等。有限差分法是应用最广泛的方法，因为它计算量小，计算速度快。
（5）模拟结果分析
TEM一维正演模拟技术的计算结果包括地下欧姆剖面和地表感应电场随时间跌落的曲线。通过地表感应电场随时间的变化曲线，可以获得一些重要的信息，如感应电场强度的最大值、波峰时间、参考时间等。这些参数的综合分析，可以帮助进一步解释地下物质的性质