[发明专利]一种航空电磁数据噪声压制方法及装置

说明书

本发明涉及航空电磁数据处理领域，涉及一种航空电磁数据噪声压制方法及装置，基于主成分分析将剖面数据分解为按照方差大小排列的主成分；利用最小噪声分离变换去除低阶主成分中的残余噪声。针对航空电磁晚期道剖面数据噪声水平较高，异常难以提取的问题，引入统计分析的理论，不仅可以全面去除低阶主成分中的残余噪声，有效提取低阶主成分中被噪声湮没的异常信息，而且也避免了由直接实现最小噪声分离变换而引起的晚期道异常信息受早期道影响的问题，实现晚期道噪声的有效压制。

技术领域

本发明涉及航空电磁数据处理领域，特别涉及一种航空电磁数据噪声压制方法及装置。

背景技术

时间域航空电磁探测技术采用机载方式，根据电磁感应原理实现大深度、高效率的地球物理探测，具有速度快、成本低、通行性好、可大面积覆盖等优势，广泛应用于基础地质调查、矿产资源勘查、油气勘查，以及水文、工程、环境勘察等领域。航空电磁探测系统在飞行探测过程中受环境噪声、系统噪声、运动噪声等影响，干扰航空电磁数据的观测和有效信号的提取，严重影响系统的深部探测能力，是制约航空电磁探测技术发展的重要指标。

朱凯光等论文题目为“航空电磁数据主成分滤波重构的噪声去除方法”[J].地球物理学报,2015,58(08):2803-2811.利用主成分分析提取航空电磁数据特征，有效地压制航空电磁数据剖面残余噪声；陈斌等论文题目为基于核主成分分析的时间域航空电磁去噪方法[J].地球物理学报,2014,57(01):295-302.进一步研究了基于核主成分分析的航空电磁数据噪声压制方法；王凌群等“基于主成分分析的航空电磁数据噪声去除方法”[J].中国有色金属学报,2013,23(09):2430-2435.改进主成分分析算法，采用在主成分域滤波后再重构的方法滤除电磁数据噪声；李玥等论文题目为“Noise removal for airborne timedomain electromagnetic data based on minimum noise fraction”ExplorationGeophysics,2016,Online Early，采用最小噪声分离变换压制航空电磁剖面数据中的噪声。

中国专利公开号为CN106094046A公开了“基于奇异值分解和小波分析的时间域航空电磁数据去噪方法”。该方法通过采用奇异值分解与小波分析相结合，对时间域航空电磁探测剖面数据进行时间域和空间域滤波处理，抑制信号中的人文噪声和天电噪声。但是，至今仍未能有效去除航空电磁剖面数据晚期道残余噪声，并在晚期道噪声淹没信号的情况下能够提取出异常信息。

发明内容

本发明实施例提供一种航空电磁数据噪声压制方法及装置，解决晚期道噪声淹没信号的情况下提取出异常信息困难的问题。

本发明是这样实现的，

本发明的第一方面，提供了一种航空电磁数据噪声压制方法，所述方法包括：

计算航空电磁剖面数据协方差矩阵并对其进行特征值分解，分解得到的特征值和特征向量降序排列，形成特征向量矩阵；

根据特征向量矩阵得到旋转矩阵，将航空电磁剖面数据线性变换为主成分数据；

对主成分数据的低阶主成分数据进行噪声估计；

计算低阶主成分数据噪声协方差矩阵并对其进行特征值分解，分解得到的特征值和特征向量降序排列；

计算低阶主成分数据协方差矩阵并构造调整矩阵对所述低阶主成分数据协方差矩阵进行调整；

对调整后的低阶主成分协方差矩阵进行特征值分解，并对分解得到的特征值和特征向量降序排列；

构造变换矩阵，将低阶主成分数据变换为最小噪声分离变换成分；

选取低阶最小噪声分离变换成分重构低阶主成分数据；

低阶主成分数据重构剖面数据。