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Enregistrement W4400759803 · doi:10.1093/gji/ggae247

Full-waveform inversion of cross-hole radio frequency electromagnetic data

2024· article· en· W4400759803 sur OpenAlexafffundabout
Polina Zheglova, Colin G. Farquharson, Alison Malcolm

Notice bibliographique

RevueGeophysical Journal International · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueGeophysical and Geoelectrical Methods
Établissements canadiensMemorial University of Newfoundland
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaAlliance de recherche numérique du Canada
Mots-clésGeologyInversion (geology)WaveformInverse theoryGeophysicsGeodesySeismologyAcousticsPhysicsComputer scienceTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

SUMMARY We consider application of full-waveform inversion (FWI) to radio-frequency electromagnetic (EM) data. Radio-frequency imaging (RIM) is a cross-borehole technique to image EM subsurface properties from measurements of transmitted radio-frequency waves. It is used in coal seam imaging, ore exploration and various engineering and civil engineering applications. RIM operates at frequencies from 50 kHz to several tens of MHz. It differs from other geophysical EM methods, because the frequency band includes the transition between the wave propagation and diffusion regimes. RIM data are acquired in 2-D cross-hole sections in a reciprocal manner. Traditionally, radio-frequency data are inverted by straight-ray tomography because it is inexpensive and easy to implement. It is argued that due to attenuation, the sensitivity of the transmitted electric field is the strongest within the first Fresnel zone of the ray connecting the transmitter and receiver. While straight-ray tomography is a simple method to implement and fast, the nonlinearity in the relationship between model parameters and data is often strong enough to warrant nonlinear inversion techniques. FWI is an iterative high-resolution technique, in which the physical properties are updated to minimize the misfit between the measured and modelled wavefields. Full-waveform techniques have been used and extensively studied for the inversion of seismic data, and more recently, they have been applied to the inversion of ground penetrating radar data. Nonlinear inversion methods for RIM data are less advanced. Their use has been hindered by the high cost of full-wave modelling and the high conductivity contrasts of many RIM targets, and, to some extent, by the limitations of the measuring instruments. We present the first application of this methodology to perform simultaneous conductivity and permittivity inversion of RIM data. We implement the inversion in the frequency domain in two dimensions using Limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (L-BFGS) optimization. We analyse the sensitivity of the data to the model parameters and the parameter trade-off and validate the proposed methodology on a synthetic example with moderate conductivity variations and localized highly conductive targets. We then apply the FWI methodology to a field data set from Sudbury, Canada. For the field data set, we determine the most appropriate pre-processing steps that take into account specific peculiarities of RIM: the insufficient prior information about the subsurface and the limitations of the measuring equipment. We show that FWI is applicable under the conditions of RIM and is robust to imperfect prior knowledge: we obtain satisfactory model recoveries starting from homogeneous initial models in all of our examples. Just as other methods, FWI underestimates large conductivity contrasts due to the loss of sensitivity of the transmitted electric field to the conductivity variations as the conductivity increases above a certain level. The permittivity inside high conductors cannot be recovered, however, recovering permittivity variations in the resistive zones helps obtain better focused conductivity images with fewer artefacts. Overall, FWI produces cleaner, less noisy and higher resolution reconstructions than the methods currently used in practice.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,967
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,296
Écart entre enseignants0,269 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeAutre devis
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2024
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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