區域場和局部場的分離問題是重磁數據處理的主要內容之一, 對實際資料的解釋有重要意義。疊加地質體在重磁異常頻譜的不同特點, 非常接近地表的磁性物體所產生的異常比起深部物體的異常要尖銳得多。尖銳異常的強度從中心向外迅速下降, 以具有很大的高頻特征。另外寬緩異常的強度從異常中心向外衰減, 具有集中于低頻端的譜的特征, 這些差異使得從位場圖中濾去近地表的高頻干擾得到深部的寬緩異常成為可能, 反之, 也可以濾去深部低頻部分, 達到突出近地表高頻部分異常的目的。
1 匹配濾波算法概述
匹配濾波的原理如下:假設異常由上下兩層場源垂向疊加而成, 其中一層是近地表厚度不大的地質體, 另一層是埋藏較深且延深又大的地質體, 現在以地質體的特點解決以下兩個問題:
選擇適當的濾波器消除深部的影響, 突出淺部地質體的異常。選擇適當的濾波器消除近地表干擾, 得到深部地質體的異常。設化極后的磁異常值為?T (x, y) , 其頻譜為, 能量譜為E (r) , 其中, 方位角θ=arctan (v/u) 。
為了研究對數能譜隨徑向頻率r的變化情況, 由于水平尺寸中正弦函數的周期作用將使能譜隨θ變化不定, 因此實踐中利用徑向平均能譜以消除θ的影響, 由于水平尺寸中正弦函數的周期作, 即
實際計算時取上式的離散求和形式E (r) =[?T' (u, v) 2]N,
其中N為u, v的組合數, 分子為N個能譜之和。
又設觀測場頻譜由深部和淺部地質體異常構成, 記為和, 假設已將他們化到磁極, 則, 則
式中:G和g分別是深部和淺部磁性體的場值, 與磁化強度和水平因子有關, 而與r無關, H、t1是深部物體的埋深和厚度, 且t1→∞, 相應的h、t2為淺部物體埋深和厚度。于是可得總能譜表達式為:
當r較大 (高頻段) 時, 有:
成為“匹配濾波”算子, 當要濾去淺部高頻成分時, 只需將?T乘以W1可達到目的, 即:
同理, 也可將E (r) 寫成:
其中也是一種“匹配濾波”算子, 當要濾去深部低頻成分時, 只需將乘以W2構成“匹配濾波”, 即:
至此, 關鍵在于求出兩個算子, 而W1和W2依賴于H、h、G/g, 接下來就得確定這幾個量。
將, 從統計意義上講能譜能被兩條直線擬合 (即區域場和局部場) , 分兩種情況進行討論
由兩個能量對數式可用圖解法 (直線擬合法) 定所需的三個量。徑向頻率對數譜可被不同斜率的直線擬合, 直線的斜率即為相應的等效層的深度。
2 實驗過程
我們在實驗中, 讀取的原始重磁數據等值線圖如圖1所示。
采用了匹配濾波方法, 分離出的淺部異常如圖2所示。
從圖中可以看出, 右下角淺部的異常突出, 而左上角深部異?；旧弦呀洷幌袅? 在實際的野外生產中, 利用該方法可以突出淺部異常, 消除深部異常對淺部的影響。
3 結語
通過匹配濾波算法可以分離出淺部異常信息, 通過不同的匹配因子, 可以逐層拔離異常, 為地下異常區域的分層解析提供了技術手段。該方法速度快, 可應用于野外實際生產中的快速分層解析地下異常。
摘要：利用匹配濾波算法對重磁數據進行區域場和局部場的分離, 突出淺部異?；蛲怀錾畈慨惓?。該方法為研究人員方便快速地確定異常位置提供了準確的技術手段實現, 可以廣泛應用于實際生產中。
關鍵詞：匹配濾波,異常提取
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