航空瞬变电磁数据背景场去除研究

与地面瞬变电磁法相比,航空瞬变电磁法受不同的噪声类型影响较大,如天电噪声、运动噪声等,并且背景场对数据的影响也是不可忽略的。由于背景场中含有一次场信息,使得背景场幅值远大于含有地质信息的二次场信号。为较清晰地获得地下电性结构,需找到可以高效去除背景场的方法。本文提出利用线性插值方法来对背景场问题进行研究。首先,获得前、后高空飞行的测线数据,经过叠加、平均计算得到叠加周期内相同采样时间道的响应值,然后,利用插值原理针对每个采样时间道建立一个插值函数,最后,根据飞行时间来计算工区每条测线上采集数据的背景场值,从而达到去除背景场的目的。实测数据背景场去除的算例表明,该方法可较好地去除背景场对二次场异常的掩盖,去除后可较清晰地判断异常出现的位置。时间域航空电磁数据预处理包含较多处理模块,该方法的提出为高效的数据处理奠定了基础。     

辽西金羊盆地大地电磁测深参考道处理效果研究

大地电磁测深法是一种利用天然交变的电磁场进行深部地质构造研究的频率域电磁测深方法,因其装备轻便、成本低、勘探深度大等特点,作为地震勘探的有利补充,被广泛应用于油气资源勘查领域.金羊盆地具有良好的油气资源潜力,但因其处于人文电磁干扰严重地区,近场源电磁干扰不可忽视,脉冲噪声虽影响范围小但其对电场信号干扰较大,充放电噪声对磁场干扰较大,且影响区域较广,有效压制噪声对天然电磁场信号的干扰具有重要意义.参考点选择适当,参考道数据处理技术可以有效压制非相关噪声,提高信噪比,改善数据质量.适当增加大地电磁测深数据的采集时长,对提高单点数据处理质量和参考道数据处理质量均有明显作用.     

主成分分析在航空瞬变电磁去噪中的应用

由于航空瞬变电磁二次场数据是一种宽频带信号且幅度较小,因此常常受到随机噪声、天电噪声以及人文噪声的影响。研究针对上述噪声的去噪方法,可以提高处理和解释的精度。这里给出了基于主成分分析的航空瞬变电磁去噪方法,首先应用主成分分析方法对叠加抽道后的单测点衰减曲线进行分解,然后应用曲线趋势对比法和L曲线法对分解后的成分进行分析,确定出有效信号成分,最后使用这些有效信号成分进行重构,从而达到抑制噪声的目的。模拟信号分析以及实测数据的实验结果表明,应用主成分分析法处理航空瞬变电磁数据,在保持反映地下介质分布的有效信号幅度基本不变的条件下,能有效抑制天电噪声和人文噪声,为保幅处理和解释奠定了良好的基础。     

基于LSTM循环神经网络的大地电磁方波噪声抑制

去噪是大地电磁数据处理的重要一环。为了丰富和发展大地电磁时间序列去噪方法,将循环神经网络中的LSTM网络引入大地电磁时间序列方波噪声处理中,将实测无人文干扰的大地电磁时间序列叠加模拟方波噪声作为网络输入,将无噪原始时间序列作为网络的目标输出,训练了1 500次epoch后,网络从仿真含噪信号提取的时间序列与原始时间序列的归一化互相关系数高达0.971 8,说明网络很好地学习了无噪大地电磁时间序列的特征。通过实测含方波噪声信号的去噪试验,表明了本文方法可以有效压制方波噪声干扰,改善阻抗估计质量,为深度学习在大地电磁时间序列处理的应用提供了新思路。     

基于数字递归陷波的多通道瞬变电磁法周期噪声去除研究

多通道瞬变电磁数据受工频噪声干扰严重,去除周期性的工频噪声是多通道瞬变电磁法实测数据处理面临的重大难题。通过交换发射与接收位置避开电力线从源头上减小工频噪声只适合电力线分布少而简单、地形较平坦的情况,极性反转叠加法更适合阶跃激励电流,观测垂向电场仅适合一维电性结构。数字递归陷波能够相对稳健地压制周期性噪声,并且计算速度快,但是,数字递归陷波法本身也有问题:其一,反褶积前陷波会使大地脉冲响应出现周期性的凹陷;其二,数字递归陷波器本身存在瞬态响应。本文研究了利用数字递归陷波器去除多通道瞬变电磁数据的周期性噪声的几个关键问题。首先,对设计数字递归陷波器的传统零点极点法进行修正,推导了新的计算公式。新的设计方法采用陷波带宽计算滤波系数。陷波带宽具有明确的物理意义,便于分析问题。其次,研究反褶积后陷波,即直接对大地脉冲响应进行处理,并系统地分析了陷波带宽、初始条件、大地脉冲响应波形等因素对数字递归陷波器的瞬态响应及陷波效果的影响。研究表明,选择合适的初始条件可以有效压制数字递归陷波器的瞬态响应,从而消除大地脉冲响应包含的周期噪声。最后,应用反褶积后数字递归陷波方法处理了野外实测数据,得到了合理结果。     

一种基于数字谐振器重构半航空瞬变电磁信号压制工频干扰的方法

半航空瞬变电磁(SATEM)结合地面瞬变电磁和航空瞬变电磁的优势,具有探测深度大、工作效率高、对地理条件的适应能力强等特点,特别适合河流、沼泽以及其他地面工作难以展开的地区。在城市地区瞬变电磁法容易受到工频50 Hz干扰及其谐波干扰,这种干扰会导致时间域晚期衰减曲线可能因工频电磁场背景叠加而扭曲,反演拟合这些扭曲的瞬变电磁响应时可能会得到错误结果。半航空瞬变电磁勘探系统虽然采用双极性同步采样抑制工频干扰,但该方法仅能消除部分工频干扰。这里提出了一种利用数字谐振器重构信号消除工频干扰的方法,以沱江水域半航空勘探结果为例,首先通过在理论信号中加入工频干扰模拟含噪信号,然后利用该方法对含噪信号进行消噪处理实验,实验证明该方法在消除干扰的同时,能较好地保留有效信号。最后对实测数据消噪处理,结果表明该方法能有效地压制工频干扰。     

瞬变电磁法中数据取样处理方法的研究

通过对瞬变电磁法中信号检测技术的研究,针对密集均匀分布的多点数据采集方式,提出对原始数据进行近似等对数间隔(1.2倍关系)抽道取样并采样数据窗内的数据进行几何平均的算法,可提高信号对噪声的抑制能力.     

煤矿采空区探测中的瞬变电磁干扰压制

煤田瞬变电磁探测常在人文干扰较强的煤矿周边进行工作,采集到的二次感应场信号大多噪声水平较高,难以开展处理解释工作.为消除野外数据中的电磁干扰,根据衰减曲线形态特征,利用曲线斜率的平均值及方差统计作为干扰判别机制,并参考邻近未受干扰的测点特性,可以快速简便地压制干扰,较好地恢复原始信号.使用该方法对理论数据与实测数据进行了处理解释,结果证明了方法的有效性.将该方法应用于煤矿采空区探测中,压制干扰后的曲线反演解释异常显示出与已知资料高度的一致性,得到了与实际相符的结果.     

ATEM瞬变电磁系统在长春市活断层勘探中的应用

分析了电磁噪声在城市中的存在方式和特点,讨论了人文噪声对城市活断层探测的影响。由于城市环境的限制,瞬变电磁法中发射线圈的边长受限,提出通过加大发射电流和信号叠加、分段放大等技术来压制电磁噪声,提高信号的信噪比,以确保城市探测的有效性。采用吉林大学自行研制的ATEM瞬变电磁测量系统,在长春市伊通河和蔡家等地的活断层进行了勘探研究,取得了较好的效果。     

大地电磁测深曲线平滑尺度

在大地电磁测深中由于噪声干扰常使得观测的信号发生畸变,严重地影响了信号的分析,因此如何有效地对噪声干扰进行滤波及怎样选择滤波时间尺度是当前数据处理中的难点。利用各向异性扩散(Anisotropic Diffusion,AD)及扩散平衡(Diffusion Balance,DB)方法在噪声压制与信号特征的保护及形态特征的恢复上达到了合理的平衡。模拟与实测数据显示:利用AD与DB可使平滑后的信号与原始信号达到高精度的逼近,信噪比从14.19 dB提高到69.25 dB;扩散平衡时间与噪声强度密切相关,噪声强度越高达到扩散平衡的时间越长;有效地压制了实测信号中的“飞点”干扰,恢复了信号的基本形态。      

子空间增强在大地电磁信噪分离中的应用研究

为了提高强干扰地区大地电磁测深数据质量、保留大地电磁信号低频段的有用信息,压制大尺度强干扰已刻不容缓。针对矿集区典型的强干扰类型,引入子空间增强方法对大地电磁信号与强干扰进行信噪分离研究。通过计算机模拟常见的大尺度方波和充放电三角波干扰,讨论了子空间增强算法中帧长与特征值判别阈值的最优选取范围,给出了算法流程,并对矿集区实测大地电磁数据进行了信噪分离处理。实验结果表明:该方法是切实可行的,能有效剔除时间域序列中的大尺度强干扰,近源效应得到了有效压制;经处理后,重构的大地电磁信号中包含了更为丰富的细节成分,视电阻率曲线更为光滑、连续,低频段的大地电磁数据质量得到了明显改善。     

三角波场源航空瞬变电磁测量的高度校正方法分析

近年,我国在引进国外航空瞬变电磁测量系统后开展了一系列的生产活动,但尚未建立一套航空瞬变电磁数据处理规范,航空电磁测量数据处理技术仍有待进一步完善.其中航空瞬变电磁测量数据因存在起伏飞行,在低阻地区形成明显的干扰异常,需要进行飞行高度校正,本文主要讨论高度校正的数据处理方法.通过高度校正数据处理方法的分析,得出三角波场...     

EMTF在宽频大地电磁测深数据处理中的应用

如何有效地压制各种电磁噪声,提高信噪比,保证大地电磁测深数据质量,始终是大地电磁资料采集与处理的核心问题。为寻求更好的处理效果,使用EMTF系统(单点,远参考以及多站同步MMT)对华北多个宽频MT测点数据进行了处理,并编写Matlab接口来方便地改写处理参数。与SSMT-2000对比,结果表明,EMTF系统在多数情况下可以压制噪声,并获得较好的处理效果,提高数据处理的效率。     

卡尔曼滤波压制瞬变电磁干扰技术及应用

煤田瞬变电磁探测经常是在干扰较强的煤矿周边进行,采集到的二次感应场信号大多噪声水平较高,难以开展解释工作。为消除野外数据中的这些电磁干扰,根据衰减曲线单向衰减的形态特征,通过应用卡尔曼滤波技术压制各种干扰,较好地恢复数据原始信号。通过对受到高压线电磁干扰的煤矿采空区实际探测数据进行该滤波方法的处理解释,对比滤波后数据与高压线断电后原测区重测的不受干扰的数据,得到了基本一致的效果,证明了该方法的有效性。      

高压线下瞬变电磁多匝小线框重叠回线装置的改进与应用

地面瞬变电磁勘探在煤矿水害预测防治中应用十分广泛,为了压制高压线干扰,减少其对地面瞬变电磁法勘探成果的影响,探索改进多匝小线框重叠回线装置,并在远离高压线区域采集高信噪比数据,对高压线下的含水异常进行解释。对比偏移倾斜测量与正常水平测量的多测道曲线与视电阻率拟断面图,认为偏移倾斜测量的解释结果可靠。在此基础上研究了偏移倾斜测量反演电阻率偏移归位、与正常水平测量数据融合处理技术。成果表明,采用单独处理、综合解释可以很大程度上减少高压线干扰的影响,完善高压线下含水异常的解释结果。     

EMD方法在长周期大地电磁测深资料去噪中的应用

在电磁干扰大的地区进行长周期大地电磁测量,如何有效地抑制各种电磁噪声,提高信噪比,从而保证数据质量,是长周期大地电磁资料采集与处理的核心问题。针对长周期大地电磁信号具有非线性、非平稳和非最小相位的特点,提出了利用经验模态分解(EMD)方法对长周期大地电磁信号进行噪声压制。讨论了EMD算法的具体实现流程,并将该算法应用于长周期大地电磁信号的噪声压制。实际应用结果表明,该方法可以有效地压制长周期大地电磁中的噪声。     

时间域航空电磁数据线圈运动噪声去除方法仿真研究

时间域航空电磁探测中,接收线圈在地磁场中的运动产生感应电动势,形成线圈运动噪声,因其幅度较大而成为航空电磁探测中的主要噪声源之一。线圈运动噪声具有低频特性,虽然幅度随频率增大而迅速衰减,但仍然含有高于发射基频的频率成分;因此,传统的高通滤波器在处理线圈运动噪声中存在一定的局限性。根据航空电磁数据的特点,采用多项式拟合全波半周期运动噪声,运用拉格朗日优化算法求解运动噪声多项式系数,并将其从半周期电磁数据中去掉以达到去除噪声的目的。通过仿真实测数据的运动噪声压制实验,对比分析了多项式拟合法与传统高通滤波器法的线圈运动噪声去除能力。仿真结果表明,多项式拟合法能够有效去除航空电磁数据中的线圈运动噪声,提高信噪比超过40 dB。     

瞬变电磁法仪器研制中的噪声抑制问题

归纳了瞬变电磁法仪器研制中所涉及的几种主要干扰类型。针对各类噪声的特点,分析了50Hz工频电噪声、本机噪声及高值噪声的抑制方法。特别指出了适度性原则下,采样率、观测时间及衰减窗口的匹配关系。      

异常振幅衰减法压制海上船噪声干扰

海上船噪声干扰是海洋地震数据中的主要干扰波之一,由于其反射同相轴符合地震时距曲线规律,且其频谱与有效信号基本重叠,用滤波等常规噪声压制技术很难对其进行有效地压制。由于海上船相对于地震采集拖缆的位置具有随机性,共炮点域中的规则船干扰在共偏移距域内变为随机强能量噪音,为此提出一种用异常振幅衰减法压制海上船噪声干扰的方法,其思路是先将炮集抽成共偏移距道集,然后用异常振幅衰减法对船噪声干扰进行压制。通过对实际海洋地震资料进行处理,得到了良好的应用效果。     

异常振幅衰减法压制海上船噪声干扰CSCD

海上船噪声干扰是海洋地震数据中的主要干扰波之一,由于其反射同相轴符合地震时距曲线规律,且其频谱与有效信号基本重叠,用滤波等常规噪声压制技术很难对其进行有效地压制。由于海上船相对于地震采集拖缆的位置具有随机性,共炮点域中的规则船干扰在共偏移距域内变为随机强能量噪音,为此提出一种用异常振幅衰减法压制海上船噪声干扰的方法,其思路是先将炮集抽成共偏移距道集,然后用异常振幅衰减法对船噪声干扰进行压制。通过对实际海洋地震资料进行处理,得到了良好的应用效果。