一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤田水文地质与地球物理领域，具体涉及一种消除瞬变电磁观测数据 地形影响的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 瞬变电磁法是近年来应用较多的地球物理勘探方法之一，可根据地壳中岩石或者 矿体的导电性及介电性等电学性质的差异，研究电磁场的空间或时间分布规律，从而解决 各种地质问题。尤其是在煤炭采空区探测、以及金属矿探测方面方面发挥着重要的作用。
[0003] 在煤炭领域，瞬变电磁法的应用比较多，在面对寻找煤矿采空区、煤矿巷道掘进面 的连续跟踪与超前探测、煤层水的探测与防治等相关地质问题时，首选的方法是瞬变电磁 探测技术。因此，瞬变电磁法是保障煤矿安全的重要手段，对减少煤矿安全事故有着积极作 用。在采空区探测的应用方面，可以以瞬变电磁法对低阻目标体敏感的特征为基本前提，将 该方法应用于煤层水、顶板水防治，煤矿采区水文勘探方面并取得了较好的效果。
[0004] 在金属矿勘探领域，瞬变电磁法一直应用比较广泛，是寻找矿产资源的重要手段 之一。应用瞬变电磁法在铝土矿、镍矿、铅锌矿、铀矿、钼矿等金属矿勘查应用研究中都取得 了不错的成果。
[0005] 但是，当在地面进行瞬变电磁法探测时，会遇到很多复杂的探测环境，如地形起 伏、新生界低阻层覆盖、电磁干扰等区域，所以，开展瞬变电磁法的有效性探测研究十分必 要。地形影响是山地瞬变电磁勘探中需要关注和解决的主要问题之一，也是提高探测精度、 取得良好地质效果的重要环节。为了避免与减小地形影响、取得良好的校正效果，将地形作 为二维、三维地质构造的组成部分统一进行反演解释，从各个不同的方向开展了研究工作。 目前主要有比值校正带地形的二维、三维正反演等校正方法。其中的比值法是指利用边界 元、有限元、有限差分、时域有限差分等数值方法，模拟均匀大地的纯地形响应，然后用均匀 半空间电阻率与纯地形响应相比后，和实测视电阻率相乘，得到校正后的视电阻率。这种方 法除了野外勘探必要的点位测量工作外，在发收之间及周边的广大区域还须有相当密度的 测地工作，建模过程较为繁杂，对计算机的内存容量和速度要求极高，多需并行计算;带地 形二、三维反演，运算量更为巨大、对计算机内存容量和速度要求更高。
[0006] 现有地形影响校正方法存在的问题主要包括：（1)在模拟纯地形响应时，需要确定 原本是非均匀大地的电阻率。取表层电阻率作为均匀半空间电阻率并不总是可行。即使最 高频率或最早时道没有穿透表层，低频或晚时道也将穿透表层甚至几层地层。风化、冲蚀等 作用使基岩出露造成的地表或近地表不均匀性，恰恰是山地电磁勘探中经常遇到的。因此， 将实际地质结构转化成均匀大地时，不可避免地引入了误差，影响校正效果，有时甚至得到 错误的结果，误导了电磁勘探的资料解释工作；（2)纯地形影响的数值模拟计算量巨大，场 源和测点之间的地带都在计算区域之内，对计算机的内存容量和计算速度要求极高，模型 建立过程繁琐。电磁勘探的数值仿真、特别是人工源电磁勘探的数值仿真软件还未达到实 用程度，尚未成为电磁勘探仪器数据处理解释的标准配置。应用比值法进行地形影响校正 还受到许多限制、普遍性地应用还尚待时日；（3)纯地形响应模拟需要较为详尽的地形高程 数据。电磁勘探中一般只对测点进行大地测量，当测点比较稀疏时，需要增加额外的测量工 作量。由此增加的、包括时间在内的人力物力成本，往往成为地形校正的障碍。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的方法和装置，利用地球物理方 法，快速消除地形对瞬变电磁观测数据影响。
[0008] 为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
[0009] -种消除瞬变电磁观测数据地形影响的方法，包括：
[0010] 获得待估区中观测点的瞬变电磁二次感应电压数据；
[0011] 根据所述二次感应电压数据和观测参数确定待估区中观测点对应的视电阻率数 据；
[0012] 根据所述视电阻率数据确定所述视电阻率随时间变化的斜率曲线；
[0013] 根据待估区中观测点对应的视电阻率随时间变化的斜率曲线值确定获得消除地 形影响后的斜率数据等值线剖面图。
[0014] 可选地，获得待估区中观测点的瞬变电磁二次感应电压数据包括：
[0015] 在待估区中观测点采用瞬变电磁法，在发射回线线圈电流关断时，开始测量，并获 得所述观测点的二次感应电压数据值。
[0016] 可选地，根据所述二次感应电压数据和观测参数确定待估区中观测点对应的视电 阻率数据包括：
[0017] 根据所述二次感应电压数据的衰减情况和观测装置参数、观测时间，利用迭代方 式获得待估区中观测点对应的视电阻率数据；
[0018] 根据所述视电阻率数据获得视电阻率随时间变化的视电阻率曲线。
[0019] 可选地，根据待估区中观测点对应的视电阻率随时间变化的斜率曲线值确定获得 消除地形影响后的斜率数据等值线剖面图包括：
[0020] 以测线上测点位置为横坐标，以观测时间为纵坐标，形成测点一时间坐标系；
[0021 ]把每个测点上每一个时间道所对应视电阻率随时间变化的斜率曲线数据值标在 上述坐标系中；
[0022] 把数值相等的斜率数据画展成等值线，形成斜率等值线剖面图。
[0023] 本发明还提供一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的装置，包括：
[0024] 采集模块，用于获得待估区中观测点的瞬变电磁二次感应电压数据；
[0025] 视电阻率模块，用于根据所述二次感应电压数据和观测参数确定待估区中观测点 对应的视电阻率数据；
[0026] 斜率模块，用于根据所述视电阻率数据确定所述视电阻率随时间变化的斜率曲 线；
[0027] 分析模块，用于根据待估区中观测点对应的视电阻率随时间变化的斜率曲线值确 定获得消除地形影响后的斜率数据等值线剖面图。
[0028] 可选地，所述采集模块获得待估区中观测点的瞬变电磁二次感应电压数据包括：
[0029] 在待估区中观测点采用瞬变电磁法，在发射回线线圈电流关断时，开始测量，并获 得所述观测点的二次感应电压值。
[0030] 可选地，所述视电阻率模块包括：
[0031] 迭代单元，用于根据所述二次感应电压数据的衰减情况和观测装置参数、观测时 间，利用迭代方式获得待估区中观测点对应的视电阻率数据；
[0032] 曲线单元，用于根据所述视电阻率数据获得视电阻率随时间变化的视电阻率曲 线。
[0033] 可选地，所述分析模块根据待估区中观测点对应的视电阻率随时间变化的斜率曲 线值确定获得消除地形影响后的斜率数据等值线剖面图包括：
[0034] 以测线上测点位置为横坐标，以观测时间为纵坐标，形成测点一时间坐标系；
[0035] 把每个测点上每一个时间道所对应视电阻率随时间变化的斜率曲线数据值标在 上述坐标系中；
[0036] 把数值相等的斜率数据画展成等值线，形成斜率等值线剖面图。
[0037] 本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
[0038] 本发明的方法和装置，根据野外实测瞬变电磁二次感应电压衰减数据、观测装置 参数、观测时间等得到野外实测视电阻率数据;然后根据野外实测视电阻率曲线求得视电 阻率曲线在各时间点的斜率数据;最后根据待估区的所有待估点的视电阻率曲线斜率数据 获得消除地形影响后的视电阻率斜率剖面。这种方法消除了地形给瞬变电磁数据带来的影 响，并且方法简单快速，有利于提高瞬变电磁的解释精度。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明实施例的一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的方法的流程图；
[0040] 图2是本发明实施例的一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的装置的结构示意 图；
[0041 ]图3是本发明实施例一的待估区瞬变电磁二次感应电压响应曲线图；
[0042] 图4是本发明实施例一的待估区瞬变电磁视电阻率曲线图；
[0043] 图5是本发明实施例一的待估区瞬变电磁视电阻率曲线斜率曲线图；
[0044] 图6是本发明实施例一的视电阻率曲线斜率拟断面与地质解释图。
【具体实施方式】
[0045] 为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本 发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中 的特征可以相互任意组合。
[0046] 如图1所示，本发明实施例提供一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的方法，包 括：
[0047] S101、获得待估区中观测点的瞬变电磁二次感应电压数据；
[0048] S102、根据所述二次感应电压数据和观测参数确定待估区中观测点对应的视电阻 率数据；
[0049] S103、根据所述视电阻率数据确定所述视电阻率随时间变化的斜率曲线；
[0050] S104、根据待估区中观测点对应的视电阻率随时间变化的斜率曲线值确定获得消 除地形影响后的斜率数据等值线剖面图。
[0051 ] 步骤S101包括：
[0052] 在待估区