城市地下空间探测：跨孔电磁波与地震波CT联合反演算法

"该资源是一篇关于跨孔电磁波与地震波CT交叉梯度联合反演算法的研究论文，主要探讨了如何通过结合两种不同的CT技术提高城市地下空间探测的准确性和可靠性。文中详细阐述了基本原理、正反演方法、各种射线追踪技术，并给出了实例分析，展示了算法的应用效果。" 在城市地下空间探测领域，传统的地面物探方法往往受到探测深度、环境复杂性和数据干扰等因素限制，不能充分满足岩溶探测的需求。为了解决这些问题，跨孔电磁波CT（Cross-Borehole Electromagnetic Wave CT）和跨孔地震波CT（Cross-Borehole Seismic Wave CT）成为有效的替代方案。这两种技术将传感器置于钻孔内进行观测，能够在复杂的城市环境中提供更好的探测效果。 然而，地球物理反演问题具有多解性，单一的CT技术可能无法保证反演结果的准确性和可靠性。因此，该研究提出了一种新的交叉梯度结构约束下的联合双CT反演方法。这种方法结合了跨孔电磁波CT和跨孔地震波CT的数据，利用交叉梯度约束来减少反演的不确定性，提高反演结果的一致性。 文章深入研究了跨孔电磁波CT和地震波CT的基本原理，并探讨了多种射线追踪技术，包括直射线追踪、不同加权方式的胖射线追踪、基于Dijkstra算法的Moser曲射线追踪以及多模块快速推进算法（MSFM）。通过MSFM算法的正演计算，研究者展示了含有低速和高速异常体模型的等时线图和射线路径，证明了MSFM算法的有效性和准确性。 此外，为了构建联合反演的目标函数，研究者分析了物性前提和交叉梯度函数的性质。他们提出的目标函数结合了两种CT技术的差异，以最小化交叉梯度，从而实现更一致的反演结果。这种交叉梯度结构约束的联合反演方法有望显著提高城市地下空间探测的精度和可靠性。 这篇论文对于从事工程物探相关科研和工程应用的专业人士提供了重要的理论支持和技术参考，有助于推动地球物理探测技术的发展和实际应用。