Three-dimensional magnetotelluric inversion using a heterogeneous smoothness-constrained least-squares method

不均質平滑化拘束条件付き三次元MTインバージョン法の開発

根木 健之*; 水永 秀樹*; 浅森 浩一; 梅田 浩司

Negi, Tateyuki*; Mizunaga, Hideki*; Asamori, Koichi; Umeda, Koji

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部における震源断層などの存否や構造をあらかじめ確認しておくための調査技術が必要となる。本研究では、震源断層などの地殻内の物性境界を適切に推定可能な三次元MTインバージョン法を構築するため、インバージョンにおいて平滑化拘束条件として用いるラプラシアン・フィルタ行列の各要素を反復計算の過程で修正するアルゴリズムを考案し、これを組み込んだ三次元インバージョン法を開発した。さらに、地下深部の物性境界の検出に対し、本手法が従来のインバージョン法に比して有効であることを数値テストにより示した。

This paper presents a fast algorithm for electromagnetic inversion. The algorithm is distinct for the level of accuracy it attains when bypassing the sensitivity matrix update. A common sensitivity matrix for homogeneous half-space is used in all of the iterations. Instead of a fixed sensitivity matrix, the Laplace filter coefficients at each element are updated based on the spatial differences of resistivity calculated by a reconstructed structure derived from the former iteration. This substitution is expected not only to reduce the computation time required for large-scale inversions, such as those for three-dimensional surveys, but also to allow reconstruction for sharp boundaries in resistivity structures. This algorithm was applied to three-dimensional magnetotelluric inversion in order to confirm the effectiveness. This paper reports the results of several synthetic examples using different resistivity models and conditions.