[发明专利]一种大地电磁测深信号的重构方法及系统

说明书

本发明涉及一种大地电磁测深信号的重构方法及系统。该方法包括获取初始的大地电磁测深信号；对初始的大地电磁测深信号进行互补集合经验模态分解，得到多个模态分量序列；对多个模态分量序列进行希尔伯特变换，得到每个模态分量序列的瞬时频谱；根据瞬时频谱的频点的分布情况，筛选瞬时频谱对应的模态分量序列；对所有的保留的模态分量序列进行重构，得到重构后的大地电磁测深信号。本发明所提供得一种大地电磁测深信号的重构方法及系统，解决现有技术中对于“死频带”的大地电磁测深信号不能实现良好的去噪效果的问题。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种大地电磁测深信号的重构方法及系统。

背景技术

大地电磁测深法(Magnetotelluric sounding，简称MT)使用天然交变电磁场作为场源。其中，0.1Hz-10Hz频段的天然大地电磁场信号较弱，该频段测得的大地电磁测深数据易受到各类电磁噪声的干扰，因此称该频段为大地电磁测深法的“死频段”。随着深地资源勘查开采项目的推进，要求大地电磁测深法具有更高的数据质量，但矿集区的大地电磁测深测量越来越多的受到矿山采矿、电网输电、信号发射塔等的影响，往往使得原本就较弱的“死频段”信号严重被干扰，强噪声干扰甚至会淹没有效信号，影响了大地电磁测深(即MT)的应用效果。因此，对“死频段”电磁噪声进行有效压制，提高干扰区的MT数据质量，成为MT方法应用的重要挑战。

目前用于大地电磁去噪的方法主要包括以下几种：①高通滤波、低通滤波、带通滤波、简单功率谱、远参考、robust阻抗估计等传统方法；②Rhoplus校正、数学形态滤波、小波变换、Hilbert-Huang变换(简称HHT)、S变换、压缩感知重构等新兴数字滤波方法。

传统方法往往受限于待处理数据的信噪比，以及噪声的相关性等，当处理信噪比较低或含有相关噪声的大地电磁数据时难以取得令人满意的滤波效果。在新兴的方法中，Rhoplus多应用于音频大地电磁测深(Audiomagnetotelluric sounding，简称AMT)。而在“死频带”噪声压制中，AMT与MT“死频带”范围不一致，且Rhoplus受到观测时间与地区的影响。即Rhoplus需要大量的观测数据作为支撑；但是，数据观测需要大量人力、物力，造成经济成本较高，不适用于大地电磁测深“死频带”噪声压制。小波去噪、S变换、数学形态滤波、压缩感知重构等其他数字滤波方法受到各自适用噪声类型，分解正交基的选择，信噪比等限制，在噪声类型复杂，信噪比低的大地电磁测深“死频段”往往不能取得通用性(适用于各类噪声压制)的滤波效果；HHT法具有很大的优越性，它通过EMD(Empirical ModeDecomposition)自适应地提取非平稳的大地电磁信号中的局部均值信息，然后通过Hilbert变换得到MT信号瞬时频谱信息，不存在正交基选择的困难，并且该方法在理论上几乎不会因频谱泄漏而产生偏差。但矿集区噪声往往种类多、形态复杂，当信号中混有突变噪声(如方波、三角波等)时，对信号进行EMD会产生明显的模态混叠效应(不同频率的信号存在于同一分解分量中或者同一频率信号存在于不同分解分量中)，尤其是在“死频段”很难保证测得原始信号的信噪比。当测得噪声形态复杂且信噪比低时，造成视电阻率、相位曲线会严重离散，通常处理手段难以取得较好的去噪效果，不能保证“死频带”的大地电磁测深信号的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种大地电磁测深信号的重构方法及系统，解决现有技术中对于“死频带”的大地电磁测深信号不能实现良好的去噪效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种大地电磁测深信号的重构方法，包括：

获取初始的大地电磁测深信号；

对所述初始的大地电磁测深信号进行互补集合经验模态分解，得到多个模态分量序列；

对多个所述模态分量序列进行希尔伯特变换，得到每个所述模态分量序列的瞬时频谱；