大地電磁靜態(tài)位移校正研究

陳廣濤

摘 要：靜態(tài)效應(yīng)問題是困擾大地電磁資料處理的難題之一，嚴(yán)重影響了最終的處理結(jié)果。為此，需要對(duì)大地電磁資料進(jìn)行靜態(tài)位移校正。簡(jiǎn)述了大地電磁測(cè)深的基本原理，分析了大地電磁靜態(tài)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制，描述了靜態(tài)效應(yīng)的典型特征，介紹了常見的靜態(tài)效應(yīng)校正方法及基本原理，并采用matlab編程語言，實(shí)現(xiàn)了基于二維中值濾波法和二維滑動(dòng)窗口平均法的靜態(tài)位移校正。

關(guān)鍵詞：靜態(tài)效應(yīng)；靜態(tài)位移校正；中值濾波法；滑動(dòng)窗口平均法

中圖分類號(hào)：P631.3+25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.082

大地電磁測(cè)深是利用天然電磁場(chǎng)研究地下電性結(jié)構(gòu)的一種地球物理方法。不同頻率的電磁波，其穿透深度不同，因此，通過接收不同頻率的電磁波信號(hào)，并加以分析、處理，可以得到接收點(diǎn)地下不同深度的電阻率。

野外的地表具有不均一性，從采集的數(shù)據(jù)資料來看，靜態(tài)效應(yīng)常常是不可避免的，也是無法以任何方式預(yù)測(cè)的。因此，必須對(duì)靜態(tài)效應(yīng)影響較大的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)效應(yīng)校正，簡(jiǎn)稱“靜校正”。

1 二維濾波靜態(tài)位移校正

運(yùn)用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)采集的頻率為320 Hz的大地電磁測(cè)深資料進(jìn)行二維靜態(tài)位移校正處理；運(yùn)用基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法對(duì)每條測(cè)線采集的大地電磁測(cè)深資料進(jìn)行二維靜態(tài)位移校正處理，在求取靜態(tài)位移校正量C時(shí)，選取的是最高頻率為320 Hz的視電阻率資料。中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法選取的二維窗口為[3×3]，選取320 Hz的視電阻率數(shù)據(jù)求取校正量C.

運(yùn)用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)采集的大地電磁測(cè)深資料進(jìn)行二維靜態(tài)位移校正處理，并對(duì)附近的低阻體產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)和高阻體產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了靜校正。處理后，消除了淺部小規(guī)模的電性不均勻體在大地電磁測(cè)深過程中產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)。校正前，視電阻率等值線“飛點(diǎn)”較多，連續(xù)性差；校正后，視電阻率等值線變得平滑，連續(xù)性得到改善。這表明，采用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)地表附近產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的電性不均勻體進(jìn)行靜態(tài)校正，效果明顯。與采用滑動(dòng)窗口平均法所得的視電阻率平面等值線圖相比，采用中值濾波法所得的視電阻率平面等值線圖，其各個(gè)低阻異常體和高阻異常體附近等值線明顯密集。可見，相比于滑動(dòng)窗口平均法，中值濾波法校正效果較差。

2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理

采用基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法靜校正后，視電阻率擬斷面圖中視電阻率等值線變得平滑，并呈層狀分布。由此可知，基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法對(duì)靜態(tài)效應(yīng)有較好的校正效果。

較低的電阻率異常從淺到深均存在，形成柱狀，視電阻率不呈層狀分布，這與地質(zhì)結(jié)構(gòu)相矛盾。顯然，這是受地表低阻不均勻體的影響而產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)。由基于滑動(dòng)窗口平均法和中值濾波法的曲線平移法靜校正擬斷面圖可以得知，低阻柱形消失，等值線圈狀封閉及條帶狀等值線變得平緩，分層性好，反映出了該剖面的地質(zhì)構(gòu)造特征。由此可知，基于滑動(dòng)窗口平均法和中值濾波法的曲線平移法對(duì)靜校正有較好的效果。

當(dāng)靜態(tài)位移測(cè)點(diǎn)在低阻體附近時(shí)，選取的二維窗口為[3×3]，運(yùn)用中值濾波法濾波得到的視電阻率偏高，而運(yùn)用滑動(dòng)窗口平均法濾波得到的視電阻率則比較接近低阻體電阻率；當(dāng)靜態(tài)位移測(cè)點(diǎn)在高阻體附近時(shí)，選取的二維窗口也為[3×3]，運(yùn)用中值濾波法濾波得到的視電阻率偏低，而運(yùn)用滑動(dòng)窗口平均法濾波得到的視電阻率則比較接近低阻體電阻率。

3 結(jié)束語

資料處理結(jié)果表明：①當(dāng)在低阻靜態(tài)體上方接收電磁波信號(hào)時(shí)，視電阻率曲線整體向下偏移，在靜態(tài)體兩側(cè)的視電阻率曲線反而小幅度向上偏移；當(dāng)在高阻靜態(tài)體上方接收電磁波信號(hào)時(shí)，視電阻率曲線整體向上偏移，在兩側(cè)的視電阻率曲線小幅度向下偏移。②運(yùn)用中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法對(duì)地表附近產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的電性不均勻體進(jìn)行靜態(tài)校正，效果明顯；基于中值濾波法和滑動(dòng)窗口平均法的曲線平移法對(duì)靜態(tài)效應(yīng)有較好的校正效果。③在本文中，當(dāng)選取的二維窗口為[3×3]時(shí)，相比于中值濾波法，滑動(dòng)窗口平均法對(duì)靜態(tài)效應(yīng)的校正效果相對(duì)較好。

參考文獻(xiàn)

[1]邵敏，何展翔，張立恩.二維中值濾波在電磁測(cè)深曲線去噪中的應(yīng)用[J].物探化探計(jì)算技術(shù)，2001（03）.

[2]程少華.大地電磁靜態(tài)效應(yīng)校正方法對(duì)比研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[3]尹小康，王緒本.淺層不均勻體大地電磁響應(yīng)及約束反演研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2010.

[4]吳炳良，邵敏.大地電磁三維靜態(tài)位移校正方法及其應(yīng)用效果[J].勘探地球物理進(jìn)展，2005（03）.

[5]黃兆輝，底青云，侯勝利.CSAMT的靜態(tài)效應(yīng)校正及應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2006（04）.

〔編輯：劉曉芳〕