(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210661453.3 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 海南经贸职业 技术学院 地址 571127 海南省海口市美兰区桂林洋 高校区 (72)发明人 杨博　单继周　马红　刘展　 (74)专利代理 机构 青岛鼎尖知识产权代理有限 公司 37318 专利代理师 李慧 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种电磁成像方法、 系统、 介质、 设备及终端 (57)摘要 本发明属于电磁成像技术领域， 公开了一种 电磁成像方法、 系统、 介质、 设备及终端， 在传统 大地电磁 反演目标函数中加入电阻率 ‑速度的交 叉‑变差函数拟合项以表征速度和电阻率之间的 关系； 在NLCG算法中引入模糊聚类思想， 得到一 个改进的非线性共轭梯度算法,聚类输入为电阻 率和速度， 通过对聚类过程中的隶属度施加约束 使反演受构造信息约束， 实现基于岩石物理关系 与结构相似双重约束的电震 联合建模反演。 本发 明以岩石物理模型为纽带， 加入地震资料约束， 抑制大地电磁 反演多解性、 提高深 部勘探的成像 效果。 本发明的电磁成像可以减少反演的多解 性， 提高大地电磁成像精度， 发挥电阻率 ‑速度之 间的互补特性， 凸显地下物性分布和结构特 征。 权利要求书4页 说明书14页 附图12页 CN 114996953 A 2022.09.02 CN 114996953 A 1.一种电磁成像方法， 其特征在于， 所述电磁成像方法包括： 在大地电磁反演目标函数 中加入电阻率 ‑速度的交叉 ‑变差函数拟合项以表征速度和电阻率之间的关系； 在NLC G算法 中利用引入的模糊聚类得到一个改进的非线性共轭梯度算法， 聚类输入为电阻率和速度， 通过对聚类过程中的隶属度施加约束使反演受构 造信息约束， 实现基于岩石物理关系与结 构相似双重约束的电震联合建模反演。 2.如权利要求1所述的电磁成像方法， 其特 征在于， 所述电磁成像方法包括以下步骤： 步骤一， 构建大地电磁模糊约束反演得到电阻率模型； 步骤二， 利用得到的电阻率模型与中浅层地震架构建立初始速度模型； 步骤三， 构建地震层析反演得到 速度模型； 步骤四， 利用得到的速度模型与电阻率 ‑速度模型建立初始电阻率模型； 步骤五， 基于岩石物 理关系与结构相似双重约束的电震联合建模反演得到电磁成像结 果。 3.如权利要求1所述的电磁成像方法， 其特征在于， 所述电磁成像方法中双重约束电震 联合建模反演的目标函数包括： 将多元地质统计学中的交叉 ‑变差函数整合到传统的大地电磁反演 目标函数方程中， 以表征速度和电阻率之间的关系， 交叉 ‑变差函数拟合项如下： 其中， γρ v(m)表示从反演模型估计的交叉 ‑变差函数， γρ vobs是从先验岩 石物理信息得 到的先验 ‑交叉变差函数； 矩阵Wγ表示先验岩石物理关系中的不确 定性， Wγ为一对角矩阵， 对角线元 素为交叉 ‑变差函数失配的标准差的倒数； 双重约束电震联合建模反演的目标函数为： 其中， Φ(m)为总的目标函数， Φd(m)表示大地电磁数据拟合项， Φm(m)表示模型匹配 项； Φγ(m)表示交叉 ‑变差函数拟合项， 是电阻率 ‑速度关系拟合项； m是模型参数， d是实测 MT数据， Cd是数据误差的协方差， f(m)是正演的MT数据， m0是初始模型； λ是拉 格朗日算子， 是正则化参数； Cm是模型协方差， 是平滑算子； 参 数α 控制期望反演得到的交叉 ‑变差函数与先验交叉 ‑变差函数的接 近程度； 通过添加 交叉‑变差函数拟合项， 使得大地电磁反演结果拟合观测到的大地电磁数据 同时满足先验的电阻率 ‑速度关系。 4.如权利要求1所述的电磁成像方法， 其特征在于， 所述电磁成像方法中改进的非线性 共轭梯度法包括： 与大地电磁模糊约束反演算法流程相比， 双重约束电震联合建模反演的算法流程包括 以下三处改进： (1)由于目标函数中增加表征电阻率 ‑速度关系的交叉 ‑变差函数拟合项， 所以计算目 标函数梯度时增 加了交叉 ‑变差函数拟合项的梯度；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114996953 A 2(2)在反演过程中， 聚类的输入由电阻率改为电阻率和速度， 使得模型的更新同时受到 电阻率和速度的影响； (3)聚类过程中对隶属度进行空间约束， 使得模型更新受到电阻率 ‑速度关系的影响和 空间结构的约束。 5.如权利要求1所述的电磁成像方法， 其特征在于， 所述电磁成像方法中的交叉 ‑变差 函数正演公式及雅各比矩阵推导包括： 将交叉‑变差函数改写成如下 形式： 其中， i为按照不同滞后距h分为的不同数据组的组编号； k和j代表了每个数据组中样 本的序号， j≠k； 交叉‑变差函数关于每 个序号为j的电阻率模型微分形式为： 如果序号为j的电阻率模型并不在第i个数据对中， 那么 并且第i个数据对并没 有对 有所影响， 则所述电阻率模型微分形式改写为： 其中， N(h)j是包含序号为j的电阻率模型的数据对的对数； 则所述电阻率模型微分形式改写为： 将右边第一项 展开合并， 得： 交叉‑变差函数关于序号 为j的电阻率模型的偏导 为： 求得的是交叉 ‑变差函数雅各比矩阵的第h行第j列位置的值， 记为Jγ:h,j； 在得到交叉 ‑变差函数的正演公式和交叉 ‑变差函数对电阻率模型的雅克比矩阵后， 采 用迭代求 解方式进行反演。 6.如权利要求1所述的电磁成像方法， 其特征在于， 所述电磁成像方法中的聚类中心与 隶属度计算包括： FCM聚类的输出是岩石物理信息的聚类中心值和隶属度； 聚类中心值是模型的代表物 性值， 隶属度包含模 型的空间信息； 当聚类输入为电阻率和速度时， 在聚类过程中交换大地权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114996953 A 3