基于动态轮廓模型的地面核磁共振反演方法技术

本发明专利技术公开一种基于动态轮廓模型的地面核磁共振反演方法，其在SNMR层状反演求解过程中，首先设定探测区域内的含水层数，并初始化各层的厚度和含水量值；然后，将其划分为MN个微元，使其满足动态模型的矩阵方程；最后，对矩阵方程迭代求解，迭代过程中对各个含水层的厚度和含水量值进行动态调整，以搜索满足矩阵方程的最优解。整个求解过程，对探测区域内含水量值的垂直分布图的轮廓不断地进行动态调整，故该方法称为“动态轮廓模型”，并且设计了随机梯度下降法(SGD)求解该模型；本发明专利技术具有收敛速度快、反演结果精度高而且稳定，其性能优于正则化方法，能够实现了对SNMR反演问题的高精度求解。

【技术实现步骤摘要】
基于动态轮廓模型的地面核磁共振反演方法
本专利技术涉及地面核磁共振(SurfaceNuclearMagneticResonance，简称SNMR)领域，具体涉及一种基于动态轮廓模型的地面核磁共振反演方法。
技术介绍
地面核磁共振(SurfaceNuclearMagneticResonance，简称SNMR)技术是目前世界上唯一的一种直接找水的物探方法，该项技术已在探测地下水、考古、地下水污染检测等领域得到了一定的应用。近年来，随着专家和学者们的逐渐深入研究，SNMR技术得到了进一步的完善。反演计算含水率是该技术研究过程中的关键环节，而反演结果的准确度和反演过程的运算效率是衡量反演算法性能的关键指标。其中，一维正反演理论较为成熟，已经相继刊登出多种有效算法，如：改进的模拟退火算法反演，提高了现有反演算法的稳定度和收敛速度；QT反演算法，利用各个激发脉冲矩对应的全部采样点数据进行反演，充分挖掘了接收信号信息，在一定程度上提高了反演精度，但是，由于接收信号呈现近似指数衰减，晚期信号信噪比很低，该方法只适用于高信噪比环境；后来也有学者采用了积分门技术接收信号，提高了各个采样点数据的精度，并进本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于动态轮廓模型的地面核磁共振反演方法，其特征是包括如下步骤：步骤1，建立的地面核磁共振反演的动态轮廓模型，即An＝E    ①式中，A为核函数矩阵；n为待求解的含水量向量，MN为模型中含水层的微元数；E为地面核磁共振信号初始振幅值向量，E=(E(q1),E(q2),...,E(qIN))T,]]>IN为激发脉冲矩个数；步骤2，初始化探测区域内的含水层数为L，各层的厚度和含水量值分别为HL＝(h1,h2,...,hL)T和NL＝(n1,n2,...,nL)T；最大迭代次数为Nmax；初始迭代次数为NI＝0；反演精度阈值设定为θ；步骤3，将当前一次迭代的各个子含水量垂直分布图划分为MN个微元，每...

【技术特征摘要】
1.基于动态轮廓模型的地面核磁共振反演方法，其特征是包括如下步骤：步骤1，建立地面核磁共振反演的动态轮廓模型，即An＝E①式中，A为核函数矩阵；n为待求解的含水量向量；E为地面核磁共振信号初始振幅值向量；步骤2，初始化探测区域内的含水层数为L，各层的厚度和含水量值分别为HL＝(h1,h2,...,hL)T和NL＝(n1,n2,...,nL)T；最大迭代次数为δmax；初始迭代次数为0；反演精度阈值设定为θ；步骤3，将当前一次迭代的各个子含水量垂直分布图划分为MN个微元，每个微元厚度为△h，并生成动态轮廓模型的核函数矩阵A；步骤4，计算动态轮廓模型的下一代搜索路径，并将更新的搜索路径视为当前一次迭代的搜索路径；其中下一代搜索路径更新公式为式中，hk和nk为本次迭代各层的厚度和含水量，hk+1和nk+1为下一次迭代各层的厚度和含水量；wh和wn分别为各层的厚度和含水量值的移动权重；△uk和△vk分别为各层的厚度和含水量值的移动方向向量；上述△uk为各层厚度移动方向矩阵△u中的第k列，即△vk为各层含水量移动方向矩阵△v中的第k列，其中式中，各层厚度移动方向矩阵△u中的元素△uij∈{x|-1,0,1}，各层含水量移动方向矩阵△v中的元素△vij∈{x|-1,0,1}，且每次迭代△u和△v均随机生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国富，叶金才，张法全，张海如，韦秦明，庞成，王猛，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45