一種地空時域電磁數(shù)據(jù)高度校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種地球物理勘探中的航空物探方法，尤其是地空時域電磁探測數(shù)據(jù) 高度校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地空時域電磁法（Ground-airborne Time-domain electromagnetic system,簡 稱GATEM)是通過接地長導線供W雙極性脈沖電流激勵大地，在空間形成大面積的電磁波， 通過空中無人飛行器或飛艇上搭載的接收系統(tǒng)進行飛行測量，獲取地下磁場變化率數(shù)據(jù)， 通過電阻率成像就可發(fā)現(xiàn)地下異常地質(zhì)體的存在，并確定異常體的電性結(jié)構(gòu)和空間分布形 態(tài)。地空時域電磁探測方法，不僅具有航空時域電磁法的探測高效等優(yōu)勢，還具有地面時域 電磁法的信噪比高、勘探深度大的優(yōu)勢，適合在沼澤地帶、灘涂地區(qū)、無人山區(qū)等特殊地區(qū) 開展探測工作，尤其適用于我國地形復雜的山區(qū)資源探測，近幾年成為國內(nèi)外研究熱點，有 著廣泛應用前景。
[0003] CN201410081433.4公開了電性源瞬變電磁地空探測方法，公開了電性源地空探測 方法，采用全域視電阻率方法對觀測數(shù)據(jù)進行處理，W及采用逆合成孔徑方法對地空數(shù)據(jù) 進行解釋處理。
[0004] CN200910263449.6公開了 一種時間域航空電磁高度校正方法，公開了利用x、z兩 個分量的感生電動勢數(shù)據(jù)聯(lián)合計算等效均勻半空間電阻率序列，并通過計算均勻半空間X、 Z兩個分量的感生電動勢理論幅值比作為查詢數(shù)據(jù)，依次采用查詢和局部樣條插值獲得對 應時刻的等效均勻半空間電阻率，利用其正演計算均勻半空間模型的感生電動勢，即為校 正結(jié)果。
[0005] W上現(xiàn)有技術(shù)，一個公開了電性源瞬變電磁地空探測的方法和解釋方法，但并未 對高度進行校正;一個提供了一種航空電磁高度校正方法，雖然可W采用均勻半空間模型 等效思想對地空數(shù)據(jù)進行高度校正，但是由于實際的地質(zhì)情況是復雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)體，感生 電動勢在不同介質(zhì)之間存在過渡過程，導致利用均勻半空間模型等效時，無法準確找到電 阻率值，因此只有已知地下準確的電導值及其深度，才能正確校正高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于逆延拓理論的地空時域電 磁數(shù)據(jù)高度校正方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[000引一種地空時域電磁數(shù)據(jù)高度校正方法，包括W下步驟：
[0009] a、按照勘探的設(shè)計要求在測區(qū)布置接地長導線，在測區(qū)布設(shè)平行于長導線Ξ條W 上飛行航線；
[0010] b、采用接地長導線作為發(fā)射源，供W雙極性脈沖電流，通過無人飛行器或飛艇搭 載的接收系統(tǒng)飛行測量，獲取地下磁場變化率數(shù)據(jù)；
[0011] c、將接收到的地下磁場數(shù)據(jù)進行雙極性疊加、去噪及數(shù)據(jù)取樣處理；
[0012] d、采用Kriging插值和雙Ξ次B樣條插值法，將飛行測量中各測點的磁場變化率 ^進行均勻插值，獲得二維均勻網(wǎng)格中的磁場變化率； ο?
[0013] e、采用逆延拓理論，將空中z = -h高度處測量的磁場變化率進行延拓計算，獲得地 面z = 0處的磁場變化率數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)飛行高度校正。
[0014] 步驟C所述的雙極性疊加和去噪，包括W下步驟：
[001引 A、輸入實測數(shù)據(jù)的單點衰減曲線；
[0016] B、雙極性疊加；
[0017] C、加權(quán)均值濾波；
[001引D、指數(shù)擬合-自適應卡爾曼濾波；
[0019] E、判斷信噪比是否大于預設(shè)值，是；
[0020] F、輸出濾波后結(jié)果。
[0021] 步驟C所述的數(shù)據(jù)取樣處理，包括W下步驟：
[0022] I、輸入濾波后的衰減曲線；
[0023] Π 、確定取樣起始點；
[0024] 虹、計算數(shù)據(jù)窗寬；
[00巧]IV、取樣積分計算：
[0026] 式中:X功數(shù)據(jù)窗寬內(nèi)第i個數(shù)據(jù)，N為數(shù)據(jù)窗寬，X為取樣結(jié)果值；
[0027] V、判斷數(shù)據(jù)是否結(jié)束，是；
[002引 VI、輸出取樣后結(jié)果。
[0029] 步驟d所述的采用Kriging插值，是將3條飛行測線上各測點濾波取樣后的磁場變 化率：
睡值到Z = -h高度平面;在Z = -h高度平面，再應用雙Ξ次B樣條插值，分別 對橫軸、縱軸的各測點的磁場變化率進行插值，得到均勻網(wǎng)格中的磁場變化率。
[0030] 步驟e所述的采用逆延拓理論推導空中z = -h高度處測量的磁場變化率和地面z = 0的磁場變化率的變換關(guān)系式為：
[0031]
[0032] 式中：x，y為接收點所在的空間坐標，kx與ky是對應于X與y的波數(shù)域變量，
對空中Z = -h高度測量的磁場變化率
在波數(shù)域中的表示形式，
與地面z = 0的磁場變化率。
[0033] 有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比計算簡單，無需已知地下準確的電阻率及其深 度，就能夠有效地實現(xiàn)地空時域電磁高度校正，解決了 L0TEM(長偏移瞬變電磁法，Long Offset Transient Electromagnetic Method)方法解釋地空時域電磁數(shù)據(jù)中忽略高度的 問題。（運種近似等效的方法，忽略接收高度的影響，導致計算的電阻率與真實電阻率存在 較大偏差）?？芍苯邮褂么艌鲎兓蕯?shù)據(jù)進行校正，無需將磁場變化率轉(zhuǎn)化為磁場的進行校 正，只要至少3條飛行測線就可進行高度校正，計算過程僅有插值和傅里葉變換，計算簡單、 快速，完全符合地空時域電磁要求。
【附圖說明】
[0034] 圖1為地空時域電磁數(shù)據(jù)高度校正方法測量布置圖；
[0035] 圖2為地空時域電磁數(shù)據(jù)高度校正方法流程圖；
[0036] 圖3為地空時域電磁實測數(shù)據(jù)單點衰減曲線濾波流程圖；
[0037] 圖4為數(shù)據(jù)取樣算法流程圖；
[0038] 圖5為空中磁場變化率逆延拓方法示意圖；
[0039] 圖6為本發(fā)明一個實施例的地空時域電磁數(shù)據(jù)校正效果圖。
【具體實施方式】
[0040] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實施例對 本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0041] 地空時域電磁數(shù)據(jù)高度校正方法，包括W下步驟：
[0042] a、按照勘探的設(shè)計要求在測區(qū)布置接地長導線，在測區(qū)布設(shè)平行于長導線Ξ條W 上飛行航線；
[0043] b、采用接地長導線作為發(fā)射源，供W雙極性脈沖電流，通過無人飛行器或飛艇搭 載的接收系統(tǒng)飛行測量，獲取地下磁場變化率數(shù)據(jù)；
[0044] C、將接收到的地下磁場數(shù)據(jù)進行雙極性疊加、去噪及數(shù)據(jù)取樣處理；
[0045] d、采用Kriging插值和雙Ξ次B樣條插值法，將飛行測量中各測點的磁場變化率 ^進行均勻插值，獲得二維均勻網(wǎng)格中的磁場變化率； ο?
[0046] e、采用逆延拓理論，將空中z = -h高度處測量的磁場變化率進行延拓計算，獲得地 面z = 0處的磁場變化率數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)飛行高度校正。
[0047] 步驟C所述的雙極性疊加和去噪，包括W下步驟：
[004引 A、輸入實測數(shù)據(jù)的單點衰減曲線；
[0049] B、雙極性疊加；
[0050] C、加權(quán)均值濾波；
[0051 ] D、指數(shù)擬合-自適應卡爾曼濾波；
[0052] E、判斷信噪比是否大于預設(shè)值，是；
[0化3] F、輸出濾波后結(jié)果。
[0054] 步驟C所述的數(shù)據(jù)取樣處理，包括W下步驟：
[0055] I、輸入濾波后的衰減曲線；
[0056] Π 、確定取樣起始點；
[0057] 虹、計算數(shù)據(jù)窗寬；
[0化引IV、取樣積分計算
[0059] 式中:X功數(shù)據(jù)窗寬內(nèi)第i個數(shù)據(jù)，N為數(shù)據(jù)窗寬，X為取樣結(jié)果值；
[0060] V、判斷數(shù)據(jù)是否結(jié)束，是；
[0061] VI、輸出取樣后結(jié)果。
[0062] 步驟d所述的采用Kriging插值，是將3條飛行測線上各測點濾波取樣后的磁場變 化率巧-托I 插值到Z = -h高度平面;在Z = -h高度平面，再應用雙Ξ次B樣條插值，分別 Qt - 對橫軸、縱軸的各測點的磁場變化率進行插值，得到均勻網(wǎng)格中的磁場變化率。
[0063] 步驟e所述的采用逆延