重磁资料异常分离与构造边界识别方法的应用分析

摘 要：重磁勘探是地球物理勘探方法中最为重要的勘探方法。本文对重磁异常分离方法――插值切割异常分离法进行系统的理论研究，对几种基本边界识别方法进行研究，并将重磁资料异常分离与构造边界识别方法进行应用分析。

关键词：重磁勘察；插值切割分离方法；构造边界识别；自相关滤波

1 插值切割异常分离方法研究

对插值切割法进行理论研究并对模型进行异常分离处理进行分析，可以得知：

第一，在重磁异常数据中，经常会存在着叠加在一起的局部异常以及区域异常。使用插值切割法能够保证其有着良好的分离效果，并保证能够很好的将其进行分离；

第二，在对切割半径进行选择的时候，还要对切割的精度加以重视。需要注意，因为其与数据的本色是否有关难以确定，所以在精度越高的情况下，计算时间也会越长，这会导致区域出现异常失真的现象。

第三，插值切割法的分离效果与原数据之间的间隔有着相关性，切割后的异常值的误差是原始数据间距造成的。如果间距小，那么误差也会因此变小，要对原始数据进行查证处理，减小间距，从而提高计算的精确度；

第四，无论怎样分离，插值切割所得的区域场中都会存在着一定的局部场，这些局部场中存在着部分的区域场。由于算法本身的特性，几乎难以将其进行完全剥离，所以只能尽量减小其相互间的影响。

2 数值计算类构造边界识别方法研究

通过对各种边界识别技术的阐述、模型试验处理以及结果的对比分析可以得知。

第一，所有的边界识别方法都能对异常体的位置进行一定的识别，它们的对异常体边界进行刻画有着不同的公式。由于其识别能力的不同导致其受到的影响也会具有一定的差异性。通过极大值来对异常体边界进行刻画的因素主要有水平总导数、总梯度模量、斜导数的水平梯度和θ图法，因此将其应用于复杂地质体能够更加直观的对地质体的准确边界位置进行反映；

第二，对同一模型的重力异常和磁力异常进行边界识别处理，对处理的结果进行研究可以得知重力异常问题能够被所有的边界识别方法所解决，而且还具有显著的效果。然而对于磁力异常来说，把其换算成化极磁异常或者磁源重力异常很有必要性。如果将其直接应用于磁力异常问题，特别是斜磁化的磁力异常进行处理，会导致边界识别结果有较大的误差。有很多方法容易受到磁里异常分量和磁化方向的影响；

第三，所有的边界识别方法都可以归结为导数计算或者基于导数计算的方法，因此必须要对计算结果的稳定性和精度问题进行考虑。其中需要涉及到水平方向导数，水平方向导数其在某一指定方向上的异常值的变化率，常用的有一阶方向导数和二阶方向导数，简称一阶导数和二阶导数，一阶导数是计算异常值沿某方向的坡度，坡度上升则为正值，坡度下降则为负值。另外计算精度还会受到网格化的处理、扩边处理等处理结果好坏的直接影响。斜导数及其水平梯度以及θ角在稳定性方面很差，因此很容易受到网络化处理等的影响，而且影响的程度还很大。

第四，经过大量的理论研究和实验分析，可以知悉，随着地质体的埋深增大，所有的边界识别方法也会使识别能力出现下滑，识别的边界位置与真实位置之间的差距也会随着增大，特别是斜导数及其水平梯度以及θ角的方法。

所以笔者建议，地质体由于深浅的不同造成的叠加异常例如野外实测重磁异常：

第一是通过边界识别方法对比分析地质构造，对地质体的边界进行综合确定；

第二是通过异常分离，减少局部场和区域场之间的相互干扰，最终提高边界识别的能力。

3 自相关滤波方法研究

对于自相关滤波函数的研究是秦葆湖提出的自相关滤波函数以及韩兆红在其基础上改进的分析和理论模型实验，通过分析可以得出以下结论：

第一，秦葆湖提出，自相关滤波函数能够对区域场的影响进行基本削弱，并能够突出弱异常，并对异常体的位置能够准确的进行反映，然而其存在的不足的是滤波结果和真实值之间有着一定的差距。不仅如此还有着假异常和场值异常等问题。对自相关滤波法进行改进能够取得一定的突破，在对原有的优势不产生影响的情况下，对假异常和场值异号的问题进行有效的解决，场值的大小也会因此而得到改善；

第二，对于自相关滤波函数，它的处理结果会受到窗口大小K的影响，而且影响也会得到一定的增加，其中还可能伴随着扩边的影响，然而在实际的应用过程中，为了保证处理的效果，K值经常会取在3到10之间；

第三，两种自相关滤波方法在处理结果上都存在场值大小与真实值相异的情况，自相关滤波方法虽然不能做定量解释，但是只能定性分析异常置。另外，两者都容易受到随机干扰的影响，难以对干扰进行压制从而对有用信息进行突出，这就是需要改善的地方以及今后值得进一步研究的问题。

第四，自相关滤波方法有着一定的特点，它能对埋藏在强背景场下的局部异常问题进行突出，但是在突出过程中容易受到较大的影响，最终导致异常体的位置可能与真实位置有一定的偏差，所以在这个问题上，对异常分离进行利用，能够减少局部场与区域场之间的相互干扰，并对这个不足点进行改善，对异常体的位置进行准确确定。

4 总结

本文对重磁异常分离方法及构造边界识别方法进行系统理论基础学习，切割半径及切割精度一定要合理选取，数据间距要小，保证插值切割法发挥作用。对磁异常进行边界识别处理前，要把气换算成化极磁异常，在自相关滤波方法的应用中利用异常分离，能极大的提高分离识别的效果。

参考文献：

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