[发明专利]一种基于方向小波分析的重磁异常处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，具体是一种基于方向小波基对重磁异常进行处理的方法，能有效识别断裂、边界等地质异常体特征。

背景技术

重力勘探与磁力勘探均属于地球物理勘探，重力勘探是利用重力仪在野外观测地下物质密度差异引起的重力异常以查明地下的地质构造和岩性异常体。磁法勘探则是利用磁力仪在野外观测地下物体磁性差异引起的磁力异常以查明地下的地质构造和磁性异常体如火山岩等。重磁勘探是一个系统工程，可以分为三个环节：野外重磁资料采集、室内重磁资料处理以及室内重磁资料分析解释。

对重磁异常数据进行处理的目的在于提取与地下地质体或构造等有关的异常信息。目前，小波变换也大量应用于地球物理数据处理。如利用小波变换进行位场分离、地质体探测和场源反演等。现有小波方法的应用基于其多尺度分析的性质，如利用各向均一性质的小波基进行区域重磁异常提取。利用多个尺度重磁异常小波分析的极大值(小波脊)等提取特殊构造现象的异常特征等。利用坐标变换及旋转结合小波分析实现多尺度边缘检测等。而进一步分析小波基性质，结合重磁异常特征与地质现象联系，实现特定地质应用的重磁异常处理对提高地球物理勘探水平具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是直接基于具有方向性滤波特性的方向小波基，实现对重磁数据的处理和信息提取，从而直接提取方向敏感的重磁异常信息，如断裂、构造边界、特殊地质体边界等异常特征。

依据本发明的技术方案，提供一种基于方向小波分析的重磁异常处理方法，其适用于对地球物理勘探中的重磁数据进行处理，该方法包括以下步骤：

第一步、原始数据获取：首先利用重力仪或磁力仪在野外采集重磁资料数据，按规则网格间距网格化，形成网格化数据文件作为输入数据；

第二步、对数据进行处理：

(1)重磁异常频谱分析，利用二维傅里叶变换计算输入数据频谱特征；

((2)根据重磁异常频谱特征及异常提取目的，确定所需方向小波基及方向小波的参数。

这里重磁异常频谱F(k)可以表述为波数k的函数，将其变换到极坐标系可表述为(k，φ)的函数，其中tanφ＝k_y/k_x，k_x为x方向的波数、k_y为y方向的波数。在极坐标系下按照k对频谱异常进行统计，可获取重磁异常的振幅谱随波数的变换规律，可按照能量集中的区域选取小波基的中心频率及相应的带宽范围。在极坐标系下按照角度φ对频谱异常进行统计，可获取重磁异常的振幅谱随方位角的变换规律，通过选取能量集中的优势方位角或其正交方向，确定方向小波基的方位角参数。通过以上方法确定的参数集或单一参数可达到提取异常主要分量、提取异常优势变化方向分量之目的，并进而分析提取异常中隐含的地质体走向、断裂走向等地质信息。

如方向小波基为空间域表达式，则转化为频率域表达式进行计算。

(3)重磁异常频谱与方向小波基相乘获取各阶次小波变换信息：

WTf(s,b)=s2π∫F(k)Ψ(sk)ejkbdk]]>

其中，F(k)为重磁异常频谱，Ψ(k)为基本小波或母小波函数ψ(x)的频谱，k为波数，s＞0是尺度因子，b反映位移，ψ_s(x)的频谱为

将相乘后结果通过逆傅里叶变换，转化为空间域，实现重磁异常数据的方向小波分析；

(4)执行步骤(2)-步骤(3)，对多尺度参数及多个小波基参数(如方向角度等)对重磁数据进行处理；

第三步：对所获取的所有处理结果进行异常分析及提取，获取断裂、构造边界、特殊地质体边界等各类目标体信息。