简论物探分析之正演、反演及不演

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           简论物探分析之正演、反演及不演

                    郑州地象科技有限公司  寇伟

    无论是正演和反演都是地球物理方法对勘探数据的解释推演方法。正演是通过给定初始模型及边界条件求解理论场值，相当于是把测值结果硬塞在一个想象中应该是的模型里。反演则是由观测场值的大小及分布反向推导建立新的介质模型，相当于是把测值结果堆在一起后进行想像和演绎，通过人工删减和数学手段填充修理形成一个新的模型。

    通常应用不同物探方法勘探之后需要生成综合解释推断剖面图时，大多数是对观测数据进行反演处理完成的，其反演过程中的问题往往是反演成果多解性的根源：（1）根据需要在反演生成二维剖面图前要对测点数据进行处理，分析人员对勘探区地质条件的认识不同、选用处理方法不同，得到的待反演数据差异较大，即使是反演时应用同一软件处理得到的结果亦不同；（2）因一般勘探剖面的测点间距较大、测深分层数据较少，需要运用一些差值计算等方法生成新的数据以求加密，可能会将一些地质异常信息模糊化或被处理掉；（3）选用不同反演软件以及设定的约束条件不同，反演后生成的剖面图形态可能会有较大的差异；（4）分析人员各自的想像模式各异、假设的反演初始模型不同，即使是使用同一个反演软件，反演出来的成果也会存在很大的差异。

    通俗一点可以拿绘画来比喻：当在画板上给出了人物很少的特征信息后，正演时绘画人会在脑海中想象应该是男是女、是老是少、应该是长什么样，就按照想象的模样把已有信息该用的就留、不用的就删去，直接把人画出来，告诉人们就是这样的。反演时绘画人会反复琢磨推敲已有信息，把有用的特征点留下并填充细描让其显得更真，认为没用的特征点就把它当成干扰消掉，在想象推演中不断地修补、最后画出一个理想的样子。所以，无论是正演还是反演，即使是使用相同的分析软件，由不同的人凭借个人经验和想象去推演就会得到不同的结果，所谓物探结果的多解性就是这样演出来。为什么大部分物探报告最后都要声明勘探结果存在多解性，其实就是因为对于物探结果的真实性连自己都没有把握、给自己留条后路而已。

    为什么要正演或反演呢？其根源是物探方法采集到的地下有用信息量太少，而且还不能保证这些信息全部都是真实的，只能根据这些有限的且不保真的信息去充分发挥个人想象能力去描绘出地下可能的地质结构形态。因此可知，只有物探方法横向和纵向分辨率都很高、采集地下有用信息量很大，而且保证采集信息基本上都是真实的，才能保证不需要分析人员绞尽脑汁地发挥个人想象能力就能描绘出地下真实的地质结构形态，而且是唯一的。就像上世纪八十年代初刚开始有黑白电视机，看节目时天线放不好方向信号差时连男女老少都看不清，只好发挥想象去猜，现在彩色电视机的分辨率这么高，什么都能看得一清二楚了，道理非常简单。

    假若是物探采集数据的横向分辨率（点间距）可以达到1米，纵向分辨率（层间距）在浅中层可以达到几厘米、5000米之上可以达到几米、至地壳底层可以达到几十米，不用反演插补数据基本上就能看清楚地下岩层结构了。因不能保证没有干扰噪声引起的数据失真，操作者可以把明显异常的探测点数据全部删除掉，以免影响剖面图整体显像效果；但不可以单独修改某一深度层点的数据，以免掺杂个人主观想象判断因素，确保剖面图成像分析结果的唯一性。当然，为了有利于真实反映并看清地下地质结构及构造，可以设计一些辅助分析功能，对于形成的剖面图进行远近观察、过滤重点分析等，但都以不人为改变采集数据为基本准则。MT-VCT大地电磁镜像测深探测仪分析软件，就是按照这一思路进行设计的，没有演绎，只有真实呈现，这样才能保证分析结果的唯一性。

                                            2022年7月14日