【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应用地球物理领域，具体涉及一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法。
技术介绍
1、时间域航空电磁法作为一种宽频带地球物理勘查方法，具有野外施工方便、安全性高的优点，可以对复杂地形、地貌区域开展快速、精细化探测，是进行金属硫化物矿床探测的一种有效手段。
2、然而，金属硫化物矿床具有很强的激发极化效应，电磁感应和激发极化效应相互耦合，导致时间域航空电磁信号出现严重畸变，甚至在晚期观测数据中出现反号现象。此外，地下矿体具有明显的三维结构，致使传统的一维反演技术无法从观测数据中准确提取三维异常体电性参数。因此，开发时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法成为突破金属硫化物矿床快速、精细化探测技术瓶颈的关键。
3、基于上述分析，目前发展时间域航空电磁激发极化三维反演解释技术面临的主要障碍包括以下两个方面：1)观测数据类型单一，且激发极化参数间存在强耦合关系，导致激发极化全参数三维反演多解性强；2)不同类型激发极化参数的灵敏度差异巨大，导致三维反演的稳定性差。因此，若要实现时间域航空电磁激发极化全参数三维反演，必须解决以下关键问题：1)压缩时间域航空电磁激发极化全参数反演的解空间，降低反演的多解性；
4、2)改进反演策略，提高时间域航空电磁激发极化全参数反演的稳定性。
5、对于如何有效改善时间域航空电磁激发极化全参数三维反演效果这一技术问题，目前尚未见有成熟的技术方案。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷或不足，本专利技
2、为了解决上述的问题，本专利技术采取如下的技术方案：
3、一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，包括如下：
4、建立反演网络；
5、基于自适应量子粒子群算法建立初始模型，将初始模型映射到反演网络中，建立反演模型的离散形式；
6、引入矢量全变分正则化建立三维反演目标函数；
7、根据三维反演目标函数，在反演网格框架下迭代更新离散的反演模型。
8、进一步地，还包括对反演网格进行局部优化，在反演的初始阶段采用粗糙的反演网格获得目标体的大体位置，然后在反演过程中对异常目标区域进行局部网格细化，
9、进一步地，所述三维反演目标函数为：
10、
11、其中f(m)是正演算子，dobs是观测数据，wd是数据方差矩阵，rvtv(m)是多参数矢量全变分的模型正则化项。
12、进一步地，多参数矢量全变分的模型正则化项rvtv(m)为：
13、其中，ε为稳定性因子，v是体积向量，d是梯度矩阵，av是均衡矩阵，mi表示包括电导率、充电率、频率相关系数和时间常数的模型参数。
14、进一步地，根据三维反演目标函数，在反演网格框架下迭代更新离散的反演模型，包括：
15、采用分级迭代反演策略，首先重构三维反演目标函数中最敏感的模型参数，然后重构相对不敏感的模型参数，所述最敏感的模型参数包括电导率和充电率，相对不敏感的模型参数包括频率相关系数和时间常数；
16、重构三维反演目标函数中最敏感的模型参数时，固定时间常数和频率相关系数；
17、重构相对不敏感的模型参数时，固定更新后的电导率和充电率。
18、进一步地，采用的模型更新步长为：
19、
20、
21、
22、
23、其中ασ、αm、αc和ατ分别是电导率、充电率、频率相关系数和时间常数的模型更新步长，σ，m，c，τ分别是电导率、充电率、频率相关系数和时间常数，δσ，δm，δc，δτ分别是他们的修正量，f是正演算子，t表示矩阵的转置，κσ、κm、κc和κτ是四个稳定因子。
24、进一步地，迭代的方法采用有限内存拟牛顿算法，首先给定一个对称正定矩阵h0作为初始海森矩阵的逆，利用进行迭代更新，其中sn＝mn+1-mn，mn是第n次迭代的模型参数，是目标函数的梯度，i是单位对角矩阵；反演模型的搜索方向为设定模型更新步长αn更新反演模型；mn+1＝mn+αnqn。
25、本专利技术的时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，从以下两个层面上在提高反演分辨率的同时提高了稳定性：
26、(1)在提高反演分辨率方面，针对激发极化参数强耦合导致的强多解性，通过引入矢量全变分正则化，对激发极化参数施加结构相似性约束，减小解空间，在压制激发极化全参数反演多解性的同时，获得清晰、尖锐的目标体边界，同时结合反演网格优化技术，提高反演结果的分辨率。
27、(2)在反演稳定性方面，针对激发极化参数灵敏度差异巨大导致的反演不稳定性，根据灵敏度确定激发极化各参数反演的优先级，然后按照优先级依次反演各参数，通过交替迭代更新反演参数，促使反演稳步收敛，最终达到准确提取全部激发极化参数信息的目的。
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1.一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，包括如下：
2.根据权利要求1所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，还包括对反演网格进行局部优化，在反演的初始阶段采用粗糙的反演网格获得目标体的大体位置，然后在反演过程中对异常目标区域进行局部网格细化。
3.根据权利要求1所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，所述三维反演目标函数为：
4.根据权利要求3所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，多参数矢量全变分的模型正则化项RVTV(m)为：
5.根据权利要求4所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，根据三维反演目标函数，在反演网格框架下迭代更新离散的反演模型，包括：
6.根据权利要求5所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，采用的模型更新步长为：
7.根据权利要求6所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，迭代的方法采用有限内存拟牛顿算法，首先给定一个对称
...【技术特征摘要】
1.一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，包括如下：
2.根据权利要求1所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，还包括对反演网格进行局部优化，在反演的初始阶段采用粗糙的反演网格获得目标体的大体位置，然后在反演过程中对异常目标区域进行局部网格细化。
3.根据权利要求1所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，所述三维反演目标函数为：
4.根据权利要求3所述的一种时间域航空电磁激发极化全参数三维反演方法，其特征在于，多参数矢量全变分的模型正则化项rvtv(m)为：
5.根据权利要求4所述的一种...
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