一种航磁数据调平方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理资源勘探领域，尤其涉及一种基于总体平均经验模态分解 (EEMD)的航磁数据调平方法。
【背景技术】
[0002] 航磁测量是将航空磁力仪及其配套的辅助设备装载在飞行器上，在测量地区上空 按照预先设定的测线和高度对地磁场强度或梯度进行测量的地球物理方法。与地面磁测相 比具有较高的测量效率，且不受水域、森林、沙漠和高山的限制。同时由于飞行是在距地表 一定的高度进行的，从而减弱了地表磁性不均匀体的影响，能够更加清楚地反映出深部地 质体的磁场特征。
[0003] 航磁数据调平是航磁数据处理的一个重要环节，是航磁测量成果形成高质量磁异 常，进而用于地址调查和资源勘探的一个重要步骤。调平的结果直接影响后续解释工作。现 有调平方法通常需要切割线测量辅助数据和高空飞行的朝向辅助数据，以及根据对特定的 航磁数据的专业理解去设置一些滤波窗口大小和频带参数。
【发明内容】
[0004](一）要解决的技术问题
[0005] 本发明的目的在于，提供一种基于总体平均经验模态分解（EEMD)的航磁数据调 平方法，解决现有的调平方法和软件通常存在参数多、难以控制、需要有相关地球物理知识 和调平经验的人操作的问题。
[0006](二）技术方案
[0007] 本发明提供一种航磁数据调平方法，包括：
[0008]Sl，沿测线方向，对原始航磁数据中的每条测线进行总体平均经验模态分解，得到 m个子数据块，其中，m为大于等于1的整数；
[0009] S2,沿穿越测线的方向，对m个子数据块中的每个子数据块进行总体平均经验模 态分解，得到mXn个子数据块，其中，n为大于等于1的整数；
[0010] S3,对mXn个子数据块进行成图分析，找出干扰子数据块；
[0011] S4,去掉干扰子数据块，将其余的子数据块相加得到调平后的航磁数据。
[0012] (三）有益效果
[0013] 本发明的航磁数据调平方法具有以下效果：
[0014] 1、本方法不需要辅助数据就可以自动地将数据分解、筛选和成图；
[0015] 2、本方法不需要进行切割线测量或有规律的直线飞行测线；
[0016] 3、本方法无需进行前处理朝向校正和后处理微调平，故简化了调平步骤；
[0017] 4、本方法中间处理过程可成图，并实现可视化交互操作，易于操作员理解调平步 骤；
[0018] 5、本方法在原始空间域将数据进行总体平均经验模态分解，从物理意义上分开了 调平误差和磁异常信息，同时，本方法也适用于其他类似地球物理场数据的处理；
[0019] 6、本方法在分解后简单剔除判定为调平误差的数据块，就可以得到很好的调平效 果。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例提供的航磁数据调平方法的流程图。
[0021] 图2是经过滞后校正后的原始航磁数据图；
[0022] 图3是用总体平均经验模态分解得到的数据的9X9 = 81个子数据分量图；
[0023] 图4是去掉图3左上角和左下角若干分别属于高频噪声和条带干扰的分量后叠加 得到的调平结果图；
[0024] 图5是本发明实施例去掉的调平误差图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明提供一种航磁数据调平方法，先后沿测线方向和穿越测线方向对航磁数据 进行总体平均经验模态分解，得到若干个子数据块，然后在该若干个子数据块中找出干扰 子数据块并消除，将其余的子数据块相加得到调平后的航磁数据。本方法通过可视化操作 找出调平误差所在，整个过程不需要辅助数据，就可以自动地将数据分解、筛选和成图，解 决了现有的调平方法和软件通常存在参数多、难以控制、需要有相关地球物理知识和调平 经验的人操作的问题。
[0026] 根据本发明的一种实施方式，航磁数据调平方法包括：
[0027] Sl，沿测线方向，对原始航磁数据中的每条测线进行总体平均经验模态分解，得到 m个子数据块，其中，m为大于等于1的整数；
[0028] S2,沿穿越测线的方向，对m个子数据块中的每个子数据块进行总体平均经验模 态分解（EEMD)，得到mXn个子数据块，其中，n为大于等于1的整数；
[0029] S3,对mXn个子数据块进行成图分析，从图中找出干扰子数据块；
[0030] S4,去掉干扰子数据块，将其余的子数据块相加得到调平后的航磁数据。
[0031] 根据本发明的一种实施方式，在步骤Sl之前，还包括SO :对原始航磁数据进行滞 后校正，主要是为了校正航磁数据获取系统中各个传感器间的延迟造成的成图中的锯齿条 纹。
[0032] 根据本发明的一种实施方式，在步骤S4之后，还包括S5 :对调平后的航磁数据进 行成图，得到调平结果图。
[0033] 根据本发明的一种实施方式，干扰子数据块为包含有条带状错误或高频斑点噪声 的子数据块。
[0034] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0035] 图1是本发明实施例提供的航磁数据调平方法的流程图，如图1所示，方法包括：
[0036] SO :对原始航磁数据进行滞后校正，如图2所示，其为滞后校正后的航磁数据图；
[0037] S1，沿测线方向，对原始航磁数据中的每条测线进行总体平均经验模态分解 (EEMD)，得到9个子数据块，其中，经验模态分解（EMD)是信号处理领域的一种基本方法，其 过程如下：
[0038] 对于给定信号X (t)，记为.?(/)，通过经验模态分解抽取得到的第一个模态分量 (MF)的筛分过程如下：
[0039] 1、找出信号对/)的所有局部极值点；分别对极大值序列和极小值序列进行分段 三次样条插值拟合，以生成上包络线eu(t)和下包络线ed(t);
[0040] 2、计算上下包络线的均值：m(t) = (eu(t)+ed(t))/2;
[0041] 3、从{目号无(〇中减去均值，得：h(t) = x(t)_m(t);
[0042] 4、重复以上步骤直至得到一个模态分量，记为C1 (t) = h(t);将C1 (t)从x(t)中 分离出来，得到余项I1U) =x(O-C1⑴；
[0043]将余项ri (t)作为待分解信号，重复以上步骤直至满足筛分结束条件。因此，原始
[0044] 总体平均经验模态分解是解决经验模态分解模态混叠问题的一种重要改进方案， 对具有随机高斯噪声的信号进行多次分解，然后取平均值，作为其真实的模态分量，使得分 解反而对噪声更加稳定，因而更具有物理意义。
[0045] S2,沿垂直测线的方向，对9个子数据块中的每个子数据块进行总体平均经验模 态分解（EEMD)，得到9 X 9个子数据块；
[0046] S3，对9 X 9个子数据块进行成图分析，从图中找出干扰子数据块，其中，干扰子数 据块为包含有条带状错误或高频斑点噪声的子数据块，如图3所示，调平误差中的大部分 高频斑点噪声被压缩到了左上角，而调平误差的主要组成部分条带状干扰被压缩到了左下 角；
[0047] S4,去掉干扰子数据块，将其余的子数据块相加得到调平后的航磁数据。
[0048] S5:对调平后的航磁数据进行成图，得到如图4所示的调平结果图，通过将图2减 去图4,可以得到如图5所示的调平误差图。
[0049] 综上所述，本发明基于经验模态分解的原理和思想，对航磁数据进行分解和调平。 现有调平方法通常需要切割线测量辅助数据和高空飞行的朝向辅助数据，以及根据对特定 的航磁数据的专业理解去设置一些滤波窗口大小和频带参数。本方法不需要辅助数据就可 以自动地将数据分解、筛选和成图以克服这些参数多、难以控制和需要有相关地球物理知 识和调平经验的人操作的一些困难，并获得很好的调平处理结果。
[0050]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种航磁数据调平方法，其特征在于，包括： Sl，沿测线方向，对原始航磁数据中的每条测线进行总体平均经验模态分解，得到m个 子数据块，其中，m为大于等于1的整数； S2,沿穿越测线的方向，对所述m个子数据块中的每个子数据块进行总体平均经验模 态分解，得到mXn个子数据块，其中，n为大于等于1的整数； S3，对所述m X n个子数据块进行成图分析，找出干扰子数据块； 54, 去掉所述干扰子数据块，将其余的子数据块相加得到调平后的航磁数据。2. 根据权利要求1所述航磁数据调平方法，其特征在于，在所述步骤Sl之前，还包括： SO，对所述原始航磁数据进行滞后校正。3. 根据权利要求1或2所述航磁数据调平方法，其特征在于，在所述步骤S4之后，还包 括： 55, 对所述调平后的航磁数据进行成图，得到调平结果图。4. 根据权利要求1或2所述航磁数据调平方法，其特征在于，所述干扰子数据块为包含 有条带状错误或高频斑点噪声的子数据块。
【专利摘要】本发明公开了一种航磁数据调平方法，先后沿测线方向和穿越测线方向对航磁数据进行总体平均经验模态分解，得到若干个子数据块，然后在该若干个子数据块中找出干扰子数据块并消除，将其余的子数据块相加得到调平后的航磁数据。本方法通过可视化操作找出调平误差所在，整个过程不需要辅助数据，就可以自动地将数据分解、筛选和成图，解决了现有的调平方法和软件通常存在参数多、难以控制、需要有相关地球物理知识和调平经验的人操作的问题。
【IPC分类】G01V3/38, G01V3/40
【公开号】CN105068131
【申请号】CN201510468215
【发明人】黄玲, 范振峰, 张晓娟, 方广有
【申请人】中国科学院电子学研究所
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月3日