برآورد عمق و مكان بي‌هنجاري‌هاي حاصل از داده‌هاي الكترومغناطيس زميني حوزه فركانس با استفاده از روش تصوير برداري عمق از نقاط بينهايت

Estimation of depth and location of anomalies resulting from ground electromagnetic data in the frequency domain by the depth from extreme points (DEXP) imaging method

در تفسير داده‌هاي ميدان پتانسيل (روش‌هاي گراني‌سنجي و مغناطيس‌سنجي) با بهره‌گيري از روش‌هاي تصويربرداري (Imaging Methods) مشخصه‌هاي توده‌ي مدفون از جمله عمق، موقعيت افقي، هندسه و خواص فيزيكي را مي‌توان تعيين نمود. اين روش‌‌ها به‌طور مرسوم بر روي ميدان‌هاي الكترومغناطيسي استفاده نمي‌شوند، زيرا روش‌هاي الكترومغناطيس از معادلات لاپلاس پيروي نكرده و بر پايه معادلات هلمهولتز مي‌باشند. در اين پژوهش، كارآمدي روش عمق از نقاط بينهايت (Depth From Extreme Points) يا DEXP بر روي داده‌هاي الكترومغناطيس زميني حوزه فركانس براي برآورد موقعيت افقي و عمقي ساختار‌هاي رساناي زيرسطحي بررسي شده است. تبديل DEXP بر پايه مقياس‌دهي ميدان در ارتفاع‌هاي مختلف با توان مناسبي از ارتفاع است. با توجه به اهميت فرآيند ادامه فراسو در روش‌هاي تصويربرداري، در اين پژوهش نخست فرآيند ادامه فراسو براي داده‌هاي الكترومغناطيس حوزه فركانس كد نويسي شده و از آن در فرآيند تبديل DEXP استفاده شده است. در ابتدا براي بررسي كارايي تبديل DEXP در تفسير داده‌هاي الكترومغناطيس حوزه فركانس، از داده‌هاي مصنوعي توليد شده با استفاده از نرم‌افزار كامسول براي مدل‌هاي سطح تماس (Contact)، دايك نازك و استوانه در محيط دوبعدي استفاده شده است. نتايج به دست آمده، نشان از كارآمدي اين روش در برآورد عمق و موقعيت افقي اهداف مصنوعي، با دقت بالا دارد. براي بررسي عملي روش پيشنهادي، در يك منطقه صنعتي در جنوب ايتاليا (شهر ناپل) كه شماري لوله و كابل با عمق و ابعاد مشخص عبور كرده‌اند، يك مجموعه داده در يك شبكه منظم با استفاده از دستگاه EM31، برداشت شده است. نتايج به دست آمده از اين پژوهش نشان مي‌دهد كه مي‌توان از روش‌ تصويربرداري DEXP كه در حوزه پتانسيل گسترش يافته، به‌منظور تفسير داده‌هاي الكترومغناطيس زميني حوزه فركانس نيز بهره گرفت. مقاطع حاصل از تبديل DEXP براي داده‌هاي واقعي، اطلاعات فراوان، سودمند و دقيقي از اهداف زيرسطحي مدفون در منطقه مورد مطالعه را ارائه مي‌كنند.

Imaging methods have traditionally not used with EM fields because of a belief that EM fields obey the Maxwell’s wave equations rather than Laplace’s equation. However under some approximations, image methods could be applied on frequency domain EM data. We evaluated DEXP method to estimate location of subsurface targets. We tested the performance of the DEXP method on a synthetic dataset that was generated by the COMSOL multiphysics package for a horizontal cylinder, a vertical dike and a contact. The results show remarkable and accurate estimations of depths and horizontal locations of aforementioned models. This method was also tested on a real dataset and the results were compared with the one obtained from prior information.