[发明专利]一种带垂直磁场参考道的城市人工源电磁勘探方法及系统

权利要求书

1.一种带垂直磁场参考道的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取同一观测点的观测信号和噪声参考道信号，其中，所述观测信号为电场水平分量或磁场水平分量，所述噪声参考道信号为磁场垂直分量；

获取观测信号和噪声参考道信号的时频谱，并进行相似性比对，筛选相似时频单元；

对相似时频单元中的噪声参考道信号进行统计分析，确定噪声能量高于设定阈值的时频单元，剔除所述观测信号中相应位置的时频单元，重构获得新的时域信号；

对所述新的时域信号，基于最小二乘反演去噪方法进行信噪分离。

2.如权利要求1所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，获取观测信号后，若所述观测信号为电场水平分量，还进行预处理：

获取所述电场水平分量的频谱，对CSEM频率位置的幅值，根据相邻频率位置的噪声幅值进行估计，得到所述电场水平分量的估计噪声频谱，进而得到估计噪声的时间域波形；

检测所述估计噪声的时间域波形突变点，根据所述突变点，将所述时间域波形和电场水平分量分成多个连续的时间区段；

对每个所述时间区段的基线噪声进行拟合，将拟合基线噪声从相应时间区段的电场水平分量中剔除。

3.如权利要求2所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，对CSEM频率位置的幅值，根据相邻频率位置的幅值进行修正包括：

将每个CSEM频率位置的幅值，替换为左右相邻两个频率位置幅值的平均值，或替换为左右相邻两个频率位置幅值中的最大值。

4.如权利要求2所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，检测所述估计噪声的时间域波形突变点包括：

采用Haar小波检测所述估计噪声的时间域波形中的多个极大值点；

从所述多个极大值点中筛选多个大于设定阈值的极大值点，作为突变点。

5.如权利要求2所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，对每个所述时间区段的基线噪声进行拟合包括：

在每个时间区段，依次采用多个阶数的勒让德多项式拟合基线，并采用该时间区段的估计噪声减去拟合基线噪声，得到所述不同阶数对应的剩余噪声能量；将剩余噪声能量最低时对应的阶数作为该时间区段的最优阶，拟合该时间区段的基线噪声。

6.如权利要求1所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，相似性比对包括：

将观测信号和噪声参考道信号的时频谱划分时间区段；

利用感知哈希算法，分别计算所述观测信号和噪声参考道信号的时频谱在同一时间区段、同一频段内的哈希值，筛选相似时频单元。

7.如权利要求1所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，重构获得新的时域信号前，还剔除观测信号中非CESM频率位置相应的时频单元。

8.如权利要求7所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，从观测信号中剔除噪声能量高于设定阈值的时频单元，或剔除非CESM频率位置相应的时频单元，是将时频谱中这些时频单元的频域系数置为0。

9.如权利要求1所述的城市人工源电磁勘探方法，其特征在于，基于最小二乘反演去噪方法进行信噪分离包括求解以下超定方程组：

Ax＝b

其中，A是傅里叶正交基组成的矩阵，所述矩阵中，被剔除时频单元相对应的元素置0；x是待求频率域系数；b表示所述新的时域信号。

10.一种带垂直磁场参考道的城市人工源电磁勘探系统，其特征在于，包括：布设于同一观测点的观测信号采集装置和水平线圈，以及信号处理装置；其中，

所述水平线圈用于采集磁场水平分量，作为噪声参考道信号；

所述信号处理装置，用于获取观测信号和噪声参考道信号，采用如权利要求1-9任一项所述勘探方法对观测信号进行处理。