大地电磁测深数据处理及应用研究

摘要

EH—4是全新概念的电导率张量测量仪，它利用大地电磁的测量原理，但配置了特殊的人工电磁波发射源，专门用来弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文电磁干扰谐波，是探测浅、中深度范围的优良仪器之一。它有很多优点，应用领域很广，但由于目前对其的认识远远不够，数据处理基本上依赖于该系统自带基于DOS界面的数据采集和处理软件（IMAGEM），通过该软件而得结果往往不能满足资料解释要求，在实际应用中暴露出分辨率低、频率分布不均匀、不能有效地抑制噪声干扰等缺点。 通过研究大地电磁测深原理、张量阻抗理论及噪声对阻抗的影响，掌握了EH—4数据处理的全过程。剖析了EH—4系统输出的四个文件及它们之间的关系，重点是互相的转化关系，为改进数据处理提供了出发点。 小波多分辨分析既具有时频局部化和多分辨功能，又具有简单，灵活，随意的特点，小波可对高频采取逐渐精细的时步长，从而可以聚焦到分析对象的任意细节，故小波有“数学显微镜”之美称。因而它比Fourier分析更适宜处理非平稳问题，它是利用时间—尺度函数分析非平稳信号，在消除噪声方面有良好的效果。本文引入了小波分析通过选择小波基和构造新的小波域的阈值函数的来处理Z文件，从而达到消除噪声的目的，并且可以有效压制静态效应。利用X文件提出了加密频点的方法，基于功率谱文件全部重新计算阻抗文件，重构阻抗文件中的数据量是原始阻抗文件的近6倍，提高了纵向分辨率和数据解释的可靠性，同时在资料处理中对最后数据进行地形改正使得更加适合实际情况。通过实例来验证处理的有效性和正确性，说明该处理的实用价值。

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第一章绪论

1.1 EH-4电磁系统产生的历史背景及研究现状

1.2 EH-的特点及应用领域

1.3 EH-4在数据处理中存在的问题

1.4本论文研究的主要内容

第二章 EH-4系统的基本原理及工作方式

2.1 EH-系统的基本原理

2.1.1电磁波传播理论及赫姆霍兹方程

2.1.2涨量阻抗及视电阻率

2.2 EH-系统装置及工作方式

第三章 小波分析与EH-4噪声消除

3.1小波分析理论

3.1.1连续小波变换

3.1.2离散小波变换

3.1.3多分辨率分析

3.1.4二尺度方程及Mallat算法

3.2大地电磁场频谱及噪声分析

3.3噪声对张量阻抗的影响

3.4小波信号滤波

3.4.1小波信号去噪问题的一般描述

3.4.2软、硬阈值函数去噪方法

3.4.3阈值函数的一种改进

3.4.4新阈值函数去噪仿真模拟及实际效果

3.5 EH-4电磁系统引入几个参数对噪声干扰的评价

第四章 EH-4系统数据处理研究与小波分析在其数据处理中的应用

4.1 EH-4系统输出文件研究

4.2 EH-4的数据处理过程研究

4.3小波分析在EH-4数据处理中的应用

4.3.1小波变换进行畸异点拟合处理

4.3.2小波变换滤波对深度-电阻率数据作平滑处理

第五章EH-4反演方法及数据处理改进

5.1

5.1.1大地电磁测深法与地震法的异同点

5.1.2拟地震方法原理

5.2对EH-4数据资料进行地形修正

5.3 EH-4数据的频点加密

第六章 EH-4仪器在工程中的应用

第七章总结

7.1本文主要研究成果

7.2不足之处及后续工作

参考文献

致谢

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