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《长江大学》 2015年
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基于V5-2000格式MT时间序列处理与功率谱估计及软件开发

代小威  
【摘要】:大地电磁方法是主要的地球物理勘探方法之一,是进行石油勘探、地热调查、探测地球深部构造的有效手段。随着理论研究与野外实践的深入发展,MT被更多的应用于目标勘探,近年来,MT已经成为研究深部地质构造和寻找油气田的基本勘探方法之一。随着勘探深度的增大,这对MT资料的质量提出了更高的要求。然而,由于大地电磁测深所应用的是较低频率范围内的天然瞬变电磁场,信号十分微弱,频率范围较宽,动态范围也大和数据处理的局限性,其分辨率较低,这一直是实际工作中困扰MT广泛应用的问题,而且受限于仪器的性能,其低频信号是通过人工计算出来的,这也极大的约束了大地电磁数据后期的处理结果。大地电磁信号非常复杂,包含很多有用信息,但由于大地电磁信号场源来自天空,所以其信号非常弱,非常容易受到噪声干扰,这其中包括电磁干扰,人文干扰和地质干扰,所以前期的时域信号去噪也是一个非常重要的环节,在时域滤波方面前人已做了很多工作,包括二维中值滤波和远参考处理,二维中值滤波虽然可以滤除掉很多尖峰脉冲,使曲线变的平滑,但也滤除了不少有用信号,远参考技术对参考点和测点之间的电磁噪声和地质噪声有很好的压制作用,但对人文噪声的压制效果很小,并且远参考技术对远参考点的选择非常重要,这也加大了野外工作的难度,一般的傅里叶变换对平稳信号的处理有很好的效果,但大地电磁信号一般是不平稳的随机信号,在傅里叶变换的基础上发展起来的小波变换对非平稳信号的处理效果非常好,利用小波变换在时域对采集信号进行滤波处理,能很好的压制噪声。功率谱估计是大地电磁信号处理中的重要内容,是地球物理学研究与应用中不可缺少的一部分,功率谱包含了很多频谱信息,包括电磁波的频率,振幅,相位,功率谱是电磁波在地下传播时地下地质体的综合反映,能很好的估计功率谱对于数据后期的处理解释能起到很大的效果。目前功率谱估计方法分为经典法和现代法两种,经典法又分为直接法和间接法两种,这两种方法都是建立在傅里叶变换之上,但这种方法得到的功率谱并不准确,因为目前傅里叶变换都是处理的有限长信号,然后对有限长信号进行周期延拓,但根据傅里叶变换理论要获得全部的频谱信息,需要是对无限长信号进行处理,这是现在计算机技术所不能实现的,所以在信息处理中,要对无限长信号进行处理,一般采用截断处理,但截断过程中容易产生截断效应,造成频谱泄露,以至于功率谱估计不准确。现代法估计功率谱的估算方法又分为很多种,例如参数模型法和最大熵法等。大地电磁阻抗要素估算一般采用最小二乘估计和robust估计,大地电磁场非常复杂,包含的信号非常多,单个的功率谱并不能反映地下介质的真实信息,所以大地电磁的功率谱计算是一个统计过程,在处理过程中,利用傅里叶变换得到多组电场值和磁场值,利用多组功率谱做最小二乘估计,得到一个估算值,计算误差,最小二乘法应用必须要满足三个条件,一是信号与噪声要不相关,二是各分量之间的噪声不相关,三是噪声呈高斯分布,然而在实际的采集信号中,往往是不满足以上三个条件的,所以用最小二乘估算功率谱时往往会受到“飞点”的影响,影响数据处理的质量,Robust方法的提出正是为了解决消除“飞点”这个难题,Robust估计采用加权平均的方法,对质量好的点赋予比较重的权值,对于“飞点”赋予比较小的权值,这样就可以有效的去除“飞点”所造成的影响,为后期的视电阻率的计算和反演提供了一个比较好的数据质量。目前国内使用的大地电磁仪器和处理软件基本都是国外进口的,这一方面不便于某些特定需求下的数据处理,另一方面也制约了我国实现MT仪器和数据处理软件的发展。对于MT数据分析而言,虽然目前流行的方法、技术较多,但实际应用效果好的并不多;而且与数据处理相似,国内自主研发程度并不高。V5-2000系统是加拿大凤凰公司生产的高精度电法仪器,它所采集的是MT时间序列资料,由于软件的集成度高,我们无法得到其文件的格式信息和内部仪器构造信息,而且国外进口仪器昂贵,这也限制了我国大地电磁仪器的发展水平,国内仪器的采集标准还达不到世界上先进仪器的采集精度,但大地电磁数据的处理方法已经非常成熟,所以非常有必要从V5-2000系统的原始文件入手,一步步分析其原始文件格式和内容,以V5-2000系统采集的原始文件为基础,应用现在的处理方法对数据进行处理,一方面可以保证原始数据的采集质量高,二可以利用V5-2000系统采集的原始文件开发出一套国内大地电磁处理软件。由时间序列经傅立叶变换计算得到频率域的傅立叶系数,这个过程凤凰公司自带处理软件已经做的非常成熟,其时频转换方法采用的是级联分样方法,这种方法虽然加快了数据处理的速度,但同样造成了大量数据的浪费,随着现代计算机速度的飞速发展,已经可以处理大量数据。基于上述分析,本文以V5-200系统所采集的原始资料为基础,研究SSMT2000软件处理资料的流程,用程序读取仪器标定文件和采集的TBL文件,识别各参数所代表的物理意义,采用小波变换对时域信号进行滤波,对滤波后的信号采用DFT处理,再对电场和磁场值进行功率谱估计,编写大地电磁时间序列处理程序。文章最后结合实例,对本文的论述进行验证。
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P631.325

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 汤井田;化希瑞;曹哲民;任政勇;段圣龙;;Hilbert-Huang变换与大地电磁噪声压制[J];地球物理学报;2008年02期
2 王书明,王家映;大地电磁信号统计特征分析[J];地震学报;2004年06期
3 严良俊,胡文宝,陈清礼,张翔,胡家华;远参考MT方法及其在南方强干扰地区的应用[J];江汉石油学院学报;1998年04期
4 侯彦威;王信文;张卜文;李文刚;;中值空间滤波去噪技术研究[J];勘探地球物理进展;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨生;大地电磁测深法环境噪声抑制研究及其应用[D];中南大学;2004年
2 严家斌;大地电磁信号处理理论及方法研究[D];中南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李卫东;大地电磁反演方法评析及其在地热勘查中的应用研究[D];中国地质大学(北京);2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷长春;瞬变电磁测深法的研究深度[J];长春地质学院学报;1992年01期
2 李吉松,朴化荣;近区瞬变测深法中发射源AB和接收回线的非偶极影响及校正[J];长春地质学院学报;1993年02期
3 朱仁学;断层的大地电磁响应的研究[J];长春科技大学学报;1999年03期
4 朱仁学,周云轩,孟令顺,刘万崧,李成立;大地电磁测深资料解释的新方法[J];长春科技大学学报;2000年03期
5 朱仁学,周云轩,孟令顺,刘万崧;MT方法对一维地质体探测能力的研究[J];长春科技大学学报;2001年03期
6 刘国兴,王喜臣,张小路,王钟;大功率激电和瞬变电磁法在青海锡铁山深部找矿中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年04期
7 李建平,李桐林,张辉,徐凯军;不规则回线源层状介质瞬变电磁场正反演研究及应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年06期
8 尚通晓;李桐林;关艺晓;李建平;林品荣;;CSAMT一维全区反演[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年S1期
9 朱威;李桐林;尚通晓;赵广茂;;CSAMT一维全区反演对比研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年S1期
10 钟立平;牛军平;张洪普;王向丽;;瞬变电磁法在寻找油砂矿中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李小康;基于MPI的频率域航空电磁法有限元二维正演并行计算研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 邓居智;可控源音频大地电磁法三维交错采样有限差分数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 王艳;深部矿产资源的时频联合电磁探测方法研究[D];吉林大学;2011年
4 刘云鹤;三维可控源电磁法非线性共轭梯度反演研究[D];吉林大学;2011年
5 佟铁钢;E-Hz广域电磁方法研究[D];中南大学;2010年
6 龚玉蓉;基于小波包的三维大地电磁测深静态效应压制研究[D];中南大学;2011年
7 谢维;在线圈中心测量磁场垂直分量的频率域电磁测深方法研究[D];中南大学;2011年
8 林家勇;金顶铅锌矿地球物理模型及其应用研究[D];中南大学;2011年
9 吴小平;TEM中宽频激励源及单脉冲测深方法研究[D];中南大学;2010年
10 许建荣;起伏地形条件下大地电磁测深二维正反演研究及应用[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 凡汉云;碳纤维复合材料电磁检测试验研究[D];南昌航空大学;2010年
2 邹振巍;LTEM-1型瞬变电磁仪控制软件的研究及应用[D];昆明理工大学;2010年
3 刘正;瞬变电磁法大定源回线全区视电阻率计算的研究[D];昆明理工大学;2010年
4 刘慧鹏;EH4高频大地电磁系统数据处理研究[D];昆明理工大学;2009年
5 陈清;2.5维可控源电磁测深数据反演方法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 牛志飞;电磁测深方法在铁道路基勘查中的应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 刘新业;大地电磁法二维电性锐变边界模型反演研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 田继枫;可控源音频大地电磁法视电阻率参数计算方法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 崔健;瞬变电磁法大电流、小回线装置在矿井巷道内探测的应用及数据精细处理[D];中国地质大学(北京);2011年
10 杨可;瞬变电磁法在研究地质构造特征中的应用[D];新疆大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付彪,吴先良,李世雄;小波变换法求电磁波动方程的高频解[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年03期
2 王兴泰;高密度电阻率法及其应用技术研究[J];长春地质学院学报;1991年03期
3 王家映;电磁阵列剖面法的基本原理[J];地球科学;1990年S1期
4 罗志琼;用电磁阵列剖面法压制MT静态效应影响的研究[J];地球科学;1990年S1期
5 詹麒;塔里木盆地东北部的大地电磁测深工作及其初步地质成果[J];地球科学;1990年S1期
6 吴小平,吴广耀,胡建德;二维最平模型的大地电磁快速反演[J];地球科学;1994年06期
7 刘宏,王家映;三维电磁阵列剖面法的基本原理及应用[J];地球物理学进展;1997年01期
8 魏文博;我国大地电磁测深新进展及瞻望[J];地球物理学进展;2002年02期
9 王书明,王家映;关于大地电磁信号非最小相位性的讨论[J];地球物理学进展;2004年02期
10 秦曾灏;海洋运动的尺度分析[J];地球物理学报;1984年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘百红;高精度磁测资料处理与反演方法研究[D];成都理工大学;2004年
2 刘春明;强场源瞬变电磁系统的初步研究[D];中南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙建国;利用复阻抗相位求大地电磁反射函数的设想[J];石油物探;1986年02期
2 张云琳,司玉兰,郭守年,安海静;大地电磁观测中一种典型的煤矿地下电气作业干扰[J];西北地震学报;1988年01期
3 魏胜,王家映,罗志琼;大地电磁解释工作站[J];物探与化探;1994年01期
4 张大海,徐世浙;带相位信息的一维大地电磁曲线对比反演法[J];地震地质;2001年02期
5 周红,宋维琦,尹兵祥;二维大地电磁资料频域逆散射反演[J];地球物理学进展;2001年02期
6 王若,王妙月,底青云;二维大地电磁数据的整体反演[J];地球物理学进展;2001年04期
7 陈儒军,白宜诚,邓明;海底大地电磁探测仪数据采集软件[J];中南工业大学学报(自然科学版);2002年02期
8 柳建新,严家斌,张胜业,李冶,谭捍东,王家林,杨梅霞,李庆凯,张建华;多功能海底大地电磁数据处理软件包[J];物探化探计算技术;2002年03期
9 邓明,魏文博,谭捍东,金胜,董浩斌,邓靖武;海底大地电磁数据采集器[J];地球物理学报;2003年02期
10 Martyn UNSWORTH;用大地电磁勘探方法研究大陆动力学(英文)[J];地学前缘;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘文劼;柳建新;郭荣文;童孝忠;;数据误差具有相关性的一维大地电磁贝叶斯反演[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 韩江涛;刘国兴;翁爱华;韩松;;大地电磁三维反演及华南地区电性结构[A];中国地球物理2013——第二专题论文集[C];2013年
3 李桐林;范翠松;王大勇;;矿集区大地电磁强干扰噪声的特点与压制技术研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
4 徐光晶;黄清华;李墩柱;汤吉;;天然电磁干扰对大地电磁反演的可能影响[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 王立凤;詹艳;赵国泽;汤吉;陈小斌;王继军;肖骑彬;;汶川强余震大地电磁观测试验和有关问题的思考[A];2011中国地震学会地震电磁学专业委员会换届暨学术研讨会摘要集[C];2011年
6 管然浩;景建恩;魏文博;韩杰;;大地电磁数据常见噪声及处理方法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
7 詹艳;赵国泽;汤吉;赵俊猛;;玛纳斯大震区深部结构大地电磁初步研究[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
8 张三宗;徐义贤;;大地电磁多尺度偏移[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
9 张昆;魏文博;;二维海底大地电磁数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
10 林昌洪;谭捍东;佟拓;;大地电磁三维共轭梯度反演研究[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 张英 朱正兴;科技开路走通国内外市场[N];中国石化报;2005年
2 张军;我区地壳中存在岩浆及水状流体[N];西藏日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晋;基于数学形态学的大地电磁强干扰分离及应用[D];中南大学;2012年
2 刘长生;基于非结构化网格的三维大地电磁自适应矢量有限元数值模拟[D];中南大学;2009年
3 刘小军;大地电磁聚焦反演成像方法研究[D];同济大学;2007年
4 严家斌;大地电磁信号处理理论及方法研究[D];中南大学;2003年
5 蔡军涛;大地电磁三维畸变特征及校正新技术的应用研究[D];中国地震局地质研究所;2009年
6 李学民;由大地电磁数据同时反演电阻率和磁化率参数的方法研究[D];成都理工大学;2005年
7 林昌洪;大地电磁张量阻抗三维共轭梯度反演研究[D];中国地质大学(北京);2009年
8 蔡剑华;基于Hilbert-Huang变换的大地电磁信号处理方法与应用研究[D];中南大学;2010年
9 金胜;青藏高原的壳幔电性结构特征及其动力学意义[D];中国地质大学(北京);2009年
10 梁宏达;大陆岩石圈电性结构研究[D];中国地质科学院;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘胜利;一种解定量评价的新方法及其在大地电磁反演中的应用[D];浙江大学;2013年
2 代小威;基于V5-2000格式MT时间序列处理与功率谱估计及软件开发[D];长江大学;2015年
3 苏有朋;基于小波变换大地电磁时间序列的极化分析及应用[D];中国地质大学(北京);2015年
4 李云;海底大地电磁数据处理系统研究[D];中国地质大学(北京);2009年
5 胡祖志;大地电磁拟三维反演研究[D];中国地质大学;2005年
6 倪鹏;大地电磁环境噪声抑制研究及其在冷水坑矿集区中的应用[D];东华理工大学;2012年
7 余艳平;海底大地电磁数据处理方法研究[D];成都理工大学;2012年
8 刘谋荣;低噪声低功耗大地电磁数据采集电路的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 张弛;大地电磁数据质量评价与阻抗估计[D];中南大学;2013年
10 郭鹏程;海底大地电磁探测仪器辅助控制电路设计[D];中国地质大学(北京);2009年
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