多源等效层的高精度重磁数据处理方法研究

【摘要】：重磁数据转换是为了更好地体现场源的特征,并能够为反演提供准确的基础数据,因此转换结果的准确性制约着反演的精度。等效源是重磁数据处理中常用且精度较高的一种转换方法,其在地下建立等效模型,计算模型的物性分布,进而实现数据的转换,传统采用在地下建立单层模型来实现计算,但难以同时保留不同深度场源体的异常变化特征。为了有效提升数据转换精度,提出基于重磁数据频谱特征的频谱多源等效层转换方法,其通过位场数据的径向平均对数功率谱的斜率与地质体埋深的近似线性对应关系来建立多层的棱柱体等效层。等效层厚度由分离的各层异常的幅值比值来确定,通过分离获得的对应等效层的异常来获取其物性分布,在无需深度加权系数的情况下实现重磁数据的转换,可有效地保留不同深度场源的异常变化特征,从而获得更高精度的转换结果。通过模型实验表明,基于数据频谱特征的频谱多源等效层方法能更为准确的实现数据的转换,尤其是大高度的向上延拓依旧能获得准确的结果,且能更好地降低噪声的干扰。针对不同测量范围的位场数据,选用频谱多源等效层进行数据的分析与等效模型建立,提高对不同时期、不同采样方式数据的利用率,从而进行高精度融合与转换,为反演提供更精准的数据。在同水平观测范围和部分重合观测范围条件下,进行空地位场模型数据的融合与多个观测高度的多个原始异常及其梯度的转换的方法对比,频谱多源等效层具有良好的融合转换效果。并将其运用于内蒙古某地区的地面磁测和航空磁测结果中,进行航空某一高度的数据融合,及在三个观测位置的导数转换结果计算,融合转换结果于地质构造有良好的对应关系。为了充分发挥基于频谱分析的多源等效层法的数据转换效果,将频谱多源等效层法应用上海黄浦区磁数据的转换,通过该方法实现了上半空间异常的计算,应用比值DEXP方法获得了地下场源的位置信息。利用奇异值分解对多个不同高度的重磁数据进行相关性分析,提出三维联合梯度欧拉反褶积法,通过模型试验验证该方法的具有良好的稳定性与抗噪性,并将该方法应用于以频谱多源等效层法获得的内蒙古某地区的融合及转换数据中,可以快速准确地给出地质体的大致范围和地质体信息获取场源位置,具有良好的实际应用效果。