[发明专利]基于小波频谱分析的位场异常分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探及地球内部结构研究技术领域，特别涉及一种基于小波频谱分析的位场异常分离方法。

背景技术

重磁异常的分离是位场研究中的难点和关键，从理论上讲位场异常分离是一个多解问题，特别是复杂地质情况下重磁异常分离往往十分困难，在实际应用中往往主要根据对重磁异常的统计特征以及地质先验认识，结合异常的频谱特征等综合选取异常场分离的结果。

位场异常的分离早期主要采用徒手圆滑、移动平均、多项式拟合、最小二乘拟合、数字滤波等方法。根据区域场和局部场在频谱及统计特征的差异，构建合理的滤波器可以实现区域场分离。近年来，插值切割法、神经网络方法，最小曲率方法、差分马尔科夫随机场方法、差值趋势面分析等方法也广泛应用于在区域场分离。但对区域场所代表的异常特征及相应的地质意义(地质层位)等并不十分清楚。

小波变换由于具有时频局部化和多分辨分析的特点在位场资料处理和分析中得到了广泛的应用。如李宗杰等将小波变换用于重磁异常滤波、分离等处理，利用模型和实例研究讨论了位场分离的效果。侯遵泽等总结了小波变换多尺度分析的原理，利用二维小波多尺度分析方法对中国大陆布格重力异常进行了分解，将小波变换用于重磁解释和地壳结构研究。但利用小波多尺度分析进行位场异常分离的效果鲜有讨论，缺乏定量或半定量的评价手段。

因此，发展具有定量或半定量评价功能的位场异常分离方法，从而确定分离的位场异常信号所对应的场源深度是实现有效分离位场区域场与剩余场异常，得到具有一定地质意义的位场分离信号所必须的。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是：定量评价分离的位场异常信号所对应的场源深度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明提供了一种基于小波频谱分析的位场异常分离方法，该方法在计算机上进行，该方法包括：

将不规则网格观测的位场异常信号网格化，形成规则网格的位场异常信号；

根据位场分离异常的目的和小波基特征确定小波基函数，对所述规则网格的位场异常信号进行小波多尺度分析，得到不同尺度下的位场异常信号；

对不同尺度下得到的位场异常信号分别计算其径向能谱；

根据不同尺度下得到的位场异常信号的径向能谱分别估算对应的场源体深度。

所述位场为重磁场。

对所述规则网格的位场异常信号进行小波多尺度分析，所采用的公式为：

WTf(s,b)=1s∫f(x)ψ(b-xs)dx=f(x)*ψs(x);]]>

得到不同尺度下的位场异常信号为WTs(x，y)；

其中，ψ(x)为小波基函数，s＞0为尺度因子，b为位移因子，*代表褶积；为进行尺度伸缩后的小波函数。

对不同尺度下得到的位场异常信号分别计算其径向能谱的具体步骤是：

对不同尺度下得到的位场异常信号分别进行傅立叶变换得到傅立叶域信号F(kx，ky)；

将所述傅立叶域信号F(kx，ky)转换为极坐标系表示形式：F(r，θ)，其中kx，ky为波数，θ＝arctan(ky/kx)；

根据公式按不同r值对θ积分，得到径向能谱E(r)。

估算场源体深度所采用的公式为：其中r为波数，A’为常数，为场源体深度。