基于小波分析的高频大地电磁法(EH4)数据处理研究

摘要

本文研究了高频大地电磁法(EH-4)时间序列的信号特征，介绍了小波变换的基本原理以及EH-4的测深理论及其工作方法。根据EH-4时间序列文件的存储格式，利用Matlab编制了时间序列信号的数据读取及保存程序并与Imagem软件数据读取结果进行对比证实了程序的正确性，为后续的数据分析、处理奠定了基础。利用小波变换对含有三角波干扰、脉冲干扰、正弦周期干扰以及矩形干扰波等几种常见噪声干扰的时间序列模拟信号进行分析、消噪处理，有效地消除了干扰噪声成分，提高了时间序列信号的质量。之后，对受到50HZ工频干扰以及风吹干扰的EH-4实测时间序列数据进行分析，并利用小波变换方法对其进行消噪处理，对消噪后的数据进行重采集计算，计算结果显示50Hz工频干扰成分得到了有效地消除，信号有效成分得以突显出来；对受风吹干扰的时间序列数据进行了基线校正，信号整体回归到了信号主轴之上。以上结果说明了小波分析应用于实测EH-4时间序列信号当中的数据分析和处理是可行的、是有效的。
　　 文中研究了静态效应产生的原理及其影响，利用有限元大地电磁二维正演程序模拟了二层大地低阻静态效应的地电模型，并利用小波变换方法对静态效应进行压制，相对于其他常规空间滤波法来说，取得了较好的压制效果，证实了小波变换方法在压制静态效应当中的可行性和有效性。最后利用小波变换方法对某工区实测EH-4资料数据进行分析、处理，通过计算视电阻率数据的互相关系数矩阵，从数学上识别和判断了静态效应；利用小波变换方法进行处理取得了较好的压制效果，在较好地压制静态效应的同时又能较好地保留原有的地层构造和地质异常体引起的局部异常。