وضوح مطالعات از دره های خاکی توسط وارونگی جانبی داده های TEM

روش گذرا الکترومغناطیس (TEM) القائی است که جریان الکتریکی را به درون زمین از طریق حلقه فرستنده با قدرت بالا، القا می­کنند. اندازه حلقه فرستنده برای سیستم­های زمینی می تواند به ترتیب از  40⨯40 m²تا بیش از 200⨯200 m² باشد. وقتی که فرستنده حالت پایداری (جریان پایا) در حلقه ایجاد کرد، جریان به طور ناگهانی خاموش می­شود، که توسط آن – با توجه به القای فارادی- جریان­های جدیدی به زمین القا می­شود. در حالی که این روش نیازی به هرگونه تماس با زمین ندارد، اما می­تواند به طور مؤثری بر زمین یا از سیستم عامل­های موجود در هوا اعمال شود.

روش TEM در سراسر جهان برای تحقیقات هیدرولوژیکی استفاده می­شده است و این زمانی است که Fitterman و Stewart (1986) در تحقیق تئوری از عملکرد این روش برای تحقیقات آب زیرزمینی، استفاده کردند. این یک روش سریع و نسبتاً ارزان برای کاوش در زیر سطح زمین است. وضوح بالای لایه­های این روش با مقاومت پایین باعث شده است که از این برای تعیین آبخوانی (سفره­های آبی زیرزمینی) با مقاومت بالا با مرزهای با خاک رس یا برای نقشه برداری سطح مشترک آب شور – آب شیرین، استفاده کنند.

در طول دهه گذشته جدید و سیستم­های TEM هلیکوپتری بهبود و توسعه یافته است. این سیستم­ها نه تنها به طور چشم­گیری حجم دیتاها را افزایش داده است، بلکه توانایی وضوح بالایی از زیر سطح را نیز دارد. در بعضی از سیستم­ها، کیفیت داده قابل مقایسه با دیتا مشابه از سیستم­های پایه زمینی می­باشد و بنابراین محققان خواستار مدل­سازی کمی و الگوریتم وارونه مقاوم زیر سطحی، مهم نمی باشد. ترجیحاً الگوریتم وارون باید از توزیع داده های مکانی حاصل از سیستم­های هلی­کوپتری بهره مند باشد. امکان­پذیر است که طرح وارونگی سنتی از مجموعه دیتا تک سایت به طور همزمان به تعداد زیادی از مجموعه ها به صورت وارون گسترش پیدا کند در نتیجه ایجاد تصویر pseudo -2D با استفاده از روش 1D امکان­پذیر است. مثالی از چنین الگوریتم وارونگی جانبی 1D (1D-LSI) ایجاد شده توسط Auken و همکاران (2005) می­باشد و Santos (2004) الگوریتمی مشابه برای دیتا EM34 منتشر کرده است.

تعدادی از روش­ها برای مدلسازی 3D پاسخ­های زمانی EM در این مقاله توسط Arnason و همکاران (1995)، Best و همکاران (1995)، Alumbaugh و همکاران (1996) و Sugeng و همکاران (1998) ارائه شده است. تمام تبدیل 3D دیتا TEM نادر می­باشد. با این حال، الگوریتم­ها توسط Alumbough و Newman (2000) و Haber و همکاران (2004) ارائه شده است. حتی اگر این مطالعات نشان دهنده احتمال تبدیل 3D دیتا باشد، قدرت محاسباتی مهم می­باشد و در حال حاضر استفاده کارآمد از الگوریتم­ها نیازمند دسترسی به کامپیوتر می­باشد. چندین منبع دیتا به نمونه دیتای موجود در هوا TEM چالش برانگیز هستند زیرا میدان الکتریکی در زیر سطح باید برای هر موقعیت منبع مشخص باشد.

در وضعیت کنونی، تبدیل دیتا TEM در محیط 3D با استفاده از حل 1D امکان­پذیر است. در طول سال­ها تعدادی از مقالات به تأثیر سازه­های 3D در تفسیر 1D از دیتا TEM پرداختند. که این کار توسط Newman و همکاران (1487) و Goldman و همکاران (1999)، Auken (1995) و Hordet و Scholl (2004) صورت گرفته است. در حالت کلی، این مطالعات نشان دادند که، اگر محیط زمین دارای ساختار 3D مختلفی با مقاومت­های متوسط متفاوتی باشد، روش تبدیل 1D در بسیاری از موارد باعث بازیابی خوبی از مدل می­شود. در محیط با تضاد مقاومتی بالا و ویژگی­های قوی 3D الگوریتم تبدیل 1D به شدت تحت تأثیر 3D می­باشد و در بسیاری از موارد مدل غیرقابل اعتمادی ارائه می­دهد.

الگوریتم تبدیل زیر قادر به تولید تصاویر pseudo 2D در محیط 3D می­باشد که بسیاری از محیط­های رسوبی آبخوان را شبیه­سازی می­کند. دیتاهای مدل براساس مدل­های مصنوعی 2D با 3D قوی از تغییرات مقاومت نزدیک به سطح مقاومت نزدیک به سطح همراه نویز می­باشد. جنبه مثبت و منفی استفاده از الگوریتم 1D-LSI مورد بررسی قرار گرفته و تجربیات بدست آمده از آن در تبدیل یک نمایه کوتاه از دیتا Sky TEM استفاده شده است.