Numerical Inversion of Two-dimensional Geoelectric Conductivity Distributions from Magnetotelluric Data

H. F. de C. Velho, F. M. Ramos

Abstract


In this paper, a new inversion technique, called the minimum first-order entropy (MinEnt-1) method, is proposed for the reconstruction of two-dimensional geoelectric conductivity distributions from magnetotelluric (MT) data. The method combines an iterative search with a regularization technique based on the minimization of the entropy measure of the vector of first-differences of the unknown conductivities. Numerical simulations, using synthetic data corrupted with gaussian noise, show that the MinEnt-1 algorithm converges to excellent conductivity reconstructions, yielding in many cases results that are superior to those obtained by the maximum entropy formalism. Unlike other classical regularization schemes, which maximize smoothness for a given data, the proposed method constrains the class of possible solutions into a restricted set of low entropy models, constituted by locally smooth regions separated by sharp discontinuities. This may be an effective approach for the incorporation of prior information about the local smoothness of the real physical model.

Keywords :Magnetotelluric inversion; Optimization; Entropic regularization.

 

INVERSÃO NUMÉRICA DE DISTRIBUIÇÕES BIDIMENSIONAIS DE CONDUTIVIDADE GEOELÉTRICA A PARTIR DE DADOS MAGNETOTELÚRICOS

Neste trabalho, propõe-se uma nova técnica de inversão, chamada de método da mínima entropia de primeira ordem (MinEnt-1), para reconstrução de distribuições bidimensionais de condutividade geoelétrica, a partir de dados magnetotelúricos (MT). O método combina uma busca iterativa com uma técnica de regularização baseada na minimização da medida de entropia do vetor de diferenças primeiras das condutividades a serem estimadas. Simulações numéricas, com a utilização de dados sintéticos contaminados com ruído gaussiano, mostram que o algoritmo MinEnt-1 produz excelentes reconstruções de condutividade, com resultados melhores que os obtidos pelo método da máxima entropia. Diferentemente dos outros esquemas clássicos de regularização, que maximizam suavidade para um dado conjunto de dados, o método proposto limita a classe de possíveis soluções a um conjunto restrito de modelos de baixa entropia, constituído por regiões localmente lisas separadas por descontinuidades abruptas. Esta abordagem pode ser bastante eficaz para incorporação de informação a priori sobre a natureza da suavidade local do modelo físico real.

Keywords :Inversão magnetotelúrica;Otimização;Regularização entrópica.

 

DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-261X1997000200003


Keywords


inversão magnetotelúrica; otimização; regularização entrópica

Full Text:

PDF








 

>> Brazilian Journal of Geophysics - BrJG (online version): ISSN 2764-8044
a partir do v.37n.4 (2019) até o presente

Revista Brasileira de Geofísica - RBGf (online version): ISSN 1809-4511
v.15n.1 (1997) até v.37n.3 (2019)

Revista Brasileira de Geofísica - RBGf (printed version): ISSN 0102-261X
v.1n.1 (1982) até v.33n.1 (2015)

 

Brazilian Journal of Geophysics - BrJG
Sociedade Brasileira de Geofísica - SBGf
Av. Rio Branco 156 sala 2509
Rio de Janeiro, RJ, Brazil
Phone/Fax: +55 21 2533-0064
E-mail: editor@sbgf.org.br

Since 2022, the BrJG publishes all content under Creative Commons CC BY license. All copyrights are reserved to authors.

Creative Commons