【技术实现步骤摘要】
一种三维可控源电磁正演方法及系统
[0001]本专利技术属于勘探地球物理领域的频率域三维可控源电磁正演方法，具体涉及一种三维可控源电磁正演方法及系统。
技术介绍
[0002]随着国家经济建设的需求和科学技术水平的进步，电磁法勘探得到了重视和发展，在解决资源环境问题、确定深部构造、寻找深部矿体、解决水文工程等问题都发挥了极大的作用。
[0003]目前大多使用一维或二维的正反演方法进行可控源野外数据的解释。由于实际地质构造的三维性，一维、二维反演容易造成解释的偏差。三维反演解释取决于三维正演的计算精度和速度。由于三维地质体的复杂性，三维正演问题不存在解析表达式，因此需要使用有限单元法等数值离散的方法进行求解。
[0004]在可控源电磁的正演中，频率的数量决定了方程的求解次数。现有多频可控源电磁的三维正演技术常使用基于OMP和MPI的求解器进行并行求解，当结合高效稳定的直接求解器PARDISO或MUMPS等进行方程求解时，以消耗大量内存的方式来获得高速的正演计算，其适用于高性能服务器和计算机集群，但是普通笔记本很难
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维可控源电磁正演方法，其特征在于：包括以下步骤：对包含测量区域的计算区域进行网格划分；再基于场源激发的电磁场进行三维可控源电磁正演得到测量区域内对应的电场强度；其中，正演过程是使用Lanczos算法结合单个最优化重复极点构建有理Krylov子空间；再利用所述有理Krylov子空间构造了待求电场强度的有理Lanczos逼近式，最后基于所述有理Lanczos逼近式求解电场强度，所述有理Lanczos逼近式表示为：E≈||X||
M
V
m+1
g
ω
(A
m+1
)e1式中，T为矩阵转置符号，E为待求电场强度，X＝M
‑1b，M为质量矩阵，b为可控源电磁的有限元线性方程组的右端源项，V
m+1
＝[v1,..,v
m+1
]表示一组Krylov子空间的正交基向量，v1，v
m+1
为正交基向量V
m+1
中的第1个、第m+1个正交基，m+1为Krylov子空间的维数，g
ω
(A
m+1
)为传递函数，A
m+1
是A使用正交基V
m+1
在Krylov子空间上的正交投影矩阵，投影矩阵为：A＝M
‑1C，C为旋度矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：构建的所述有理Krylov子空间中单个最优化重复虚数极点设定为：式中，ξ
j
,ξ0为第j个极点、第0个极点；ω
min
和ω
max
分别为多频可控源的计算频率范围内的频率最小值和频率最大值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：构建的Krylov子空间表示为：式中，表示有理Krylov子空间，m+1为子空间的维度，span{}表示扩张空间，ξ0表示第0个极点，ξ
j
表示第j个极点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述对包含测量区域的计算区域进行网格划分之前，还包括：在所述测量区域外设置多层单轴各向异性PML层构成UPML介质，进而形成计算区域；其中，所述UPML介质的磁导率介电常数和电导率表示为：表示为：表示为：表示为：式中，[Λ]为主轴各向异性张量矩阵，μ0为真空磁导率，ε0为真空介电常数，σ为介质电导率，s
y
，s
x
，s
z
均为UPML度量；
其中，当电磁波入射到垂直z轴的UPML介质时，s
y
＝s<...
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