陳廣濤
摘 要:靜態(tài)效應(yīng)問題是困擾大地電磁資料處理的難題之一,嚴(yán)重影響了最終的處理結(jié)果。為此,需要對(duì)大地電磁資料進(jìn)行靜態(tài)位移校正。簡述了大地電磁測深的基本原理,分析了大地電磁靜態(tài)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制,描述了靜態(tài)效應(yīng)的典型特征,介紹了常見的靜態(tài)效應(yīng)校正方法及基本原理,并采用matlab編程語言,實(shí)現(xiàn)了基于二維中值濾波法和二維滑動(dòng)窗口平均法的靜態(tài)位移校正。
關(guān)鍵詞:靜態(tài)效應(yīng);靜態(tài)位移校正;中值濾波法;滑動(dòng)窗口平均法
中圖分類號(hào):P631.3+25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.082
大地電磁測深是利用天然電磁場研究地下電性結(jié)構(gòu)的一種地球物理方法。不同頻率的電磁波,其穿透深度不同,因此,通過接收不同頻率的電磁波信號(hào),并加以分析、處理,可以得到接收點(diǎn)地下不同深度的電阻率。
野外的地表具有不均一性,從采集的數(shù)據(jù)資料來看,靜態(tài)效應(yīng)常常是不可避免的,也是無法以任何方式預(yù)測的。因此,必須對(duì)靜態(tài)效應(yīng)影響較大的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)效應(yīng)校正,簡稱“靜校正”。
1 二維濾波靜態(tài)位移校正
運(yùn)用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)采集的頻率為320 Hz的大地電磁測深資料進(jìn)行二維靜態(tài)位移校正處理;運(yùn)用基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法對(duì)每條測線采集的大地電磁測深資料進(jìn)行二維靜態(tài)位移校正處理,在求取靜態(tài)位移校正量C時(shí),選取的是最高頻率為320 Hz的視電阻率資料。中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法選取的二維窗口為[3×3],選取320 Hz的視電阻率數(shù)據(jù)求取校正量C.
運(yùn)用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)采集的大地電磁測深資料進(jìn)行二維靜態(tài)位移校正處理,并對(duì)附近的低阻體產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)和高阻體產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了靜校正。處理后,消除了淺部小規(guī)模的電性不均勻體在大地電磁測深過程中產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)。校正前,視電阻率等值線“飛點(diǎn)”較多,連續(xù)性差;校正后,視電阻率等值線變得平滑,連續(xù)性得到改善。這表明,采用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)地表附近產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的電性不均勻體進(jìn)行靜態(tài)校正,效果明顯。與采用滑動(dòng)窗口平均法所得的視電阻率平面等值線圖相比,采用中值濾波法所得的視電阻率平面等值線圖,其各個(gè)低阻異常體和高阻異常體附近等值線明顯密集??梢姡啾扔诨瑒?dòng)窗口平均法,中值濾波法校正效果較差。
2 實(shí)測數(shù)據(jù)處理
采用基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法靜校正后,視電阻率擬斷面圖中視電阻率等值線變得平滑,并呈層狀分布。由此可知,基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法對(duì)靜態(tài)效應(yīng)有較好的校正效果。
較低的電阻率異常從淺到深均存在,形成柱狀,視電阻率不呈層狀分布,這與地質(zhì)結(jié)構(gòu)相矛盾。顯然,這是受地表低阻不均勻體的影響而產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)。由基于滑動(dòng)窗口平均法和中值濾波法的曲線平移法靜校正擬斷面圖可以得知,低阻柱形消失,等值線圈狀封閉及條帶狀等值線變得平緩,分層性好,反映出了該剖面的地質(zhì)構(gòu)造特征。由此可知,基于滑動(dòng)窗口平均法和中值濾波法的曲線平移法對(duì)靜校正有較好的效果。
當(dāng)靜態(tài)位移測點(diǎn)在低阻體附近時(shí),選取的二維窗口為[3×3],運(yùn)用中值濾波法濾波得到的視電阻率偏高,而運(yùn)用滑動(dòng)窗口平均法濾波得到的視電阻率則比較接近低阻體電阻率;當(dāng)靜態(tài)位移測點(diǎn)在高阻體附近時(shí),選取的二維窗口也為[3×3],運(yùn)用中值濾波法濾波得到的視電阻率偏低,而運(yùn)用滑動(dòng)窗口平均法濾波得到的視電阻率則比較接近低阻體電阻率。
3 結(jié)束語
資料處理結(jié)果表明:①當(dāng)在低阻靜態(tài)體上方接收電磁波信號(hào)時(shí),視電阻率曲線整體向下偏移,在靜態(tài)體兩側(cè)的視電阻率曲線反而小幅度向上偏移;當(dāng)在高阻靜態(tài)體上方接收電磁波信號(hào)時(shí),視電阻率曲線整體向上偏移,在兩側(cè)的視電阻率曲線小幅度向下偏移。②運(yùn)用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)地表附近產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的電性不均勻體進(jìn)行靜態(tài)校正,效果明顯;基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法對(duì)靜態(tài)效應(yīng)有較好的校正效果。③在本文中,當(dāng)選取的二維窗口為[3×3]時(shí),相比于中值濾波法,滑動(dòng)窗口平均法對(duì)靜態(tài)效應(yīng)的校正效果相對(duì)較好。
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〔編輯:劉曉芳〕