基于随机介质模型的GPR 无单元法正演模拟 - 中国有色金属学报.PDF

第 23卷第 9期 中国有色金属学报  2013年 9月  Vol.23 No.9  The Chinese Journal of Nonferrous Metals  Sep. 2013  文章编号：1004­0609(2013)09­2436­08  基于随机介质模型的 GPR 无单元法正演模拟 戴前伟，王洪华  (中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙  410083)  摘 要：为了更好地模拟探地雷达(GPR)波在地下真实介质中的传播特征，首先采用随机过程的谱分解理论和混 合型自相关函数理论构造随机介质模型，然后详细介绍无单元法在 GPR  正演模拟中的应用。在此基础上，利用 无单元法对 2 个典型的随机介质模型进行正演计算，分析随机介质模型中 GPR 波的传播特征，并与均匀介质模 型进行对比。模拟结果表明：随机介质模型理论能灵活、有效地描述地下实际介质的分布，具有适应性强、使用 方便、灵活的优点；与均匀介质中GPR波的传播相比，随机介质中 GPR波的传播由于受到小尺度异常的影响散 射现象非常强烈，波形发生扭曲；随机介质中异常体产生的反射波形非常粗糙，甚至发生同相轴不连续的现象， 并且反射波能量较弱， 随机介质模型模拟所得的正演剖面与实测剖面更相符， 更有利于指导雷达剖面的数据解译。 关键词：探地雷达；无单元法；随机介质模型 中图分类号：P631  文献标志码：A  Element free method forward modeling of GPR based on  random medium model  DAI Qian­wei, WANG Hong­hua  (School of Geosciences and Info­Physics, Central South University, Changsha410083, China)  Abstract: In order to better simulate the propagation characteristics of ground penetrating radar (GPR) waves in the real  underground medium, the random media models were constructed according to the theory of spectral factorization in  stochastic processes and mixed autocorrelation function. Application of element free method in GPR forward modeling  was introduced in detail. On this basis, forward modeling was carried out on two typical random media models by the  element free method and the propagation characteristics of GPR wave in random media models were analyzed, and  compared with those in homogeneous media models. The modeling results show that the theory of model in random  media can flexibly and effectively describe