小波变换在瞬变电磁法数据处理中的应用研究

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瞬变电磁法是一种时间域的电磁勘探方法,是利用阶跃波或其它脉冲电流场源向地下发射一次场,在一次场断电瞬间,大地中会形成涡旋交变电磁场,测量这种由地下介质产生的二次感应电磁场随时间变化的衰减特性,从测量得到的异常分析出地下目的体的导电性能和位置,从而达到解决地质问题的目的。该方法是在关断一次场后观测纯二次场,不存在一次场干扰的问题,具有很多优点,是目前在能源、矿产、水文、工程、环境等领域广泛应用的物探方法。 瞬变电磁信号具有早期衰减快,晚期衰减慢,以及晚期信号常被淹没于噪声之中的特点,而且信号的干扰噪声谱与有效信号谱是完全重叠在一起的。另外,随着电子信息产业的快速发展,瞬变电磁密集采样设备已经出现。密集采样的瞬变电磁信号信噪比较低,晚期数据振荡剧烈。基于以上TEM信号的这些特点,经典的滤波方法不能满足实际需要,或者说它对噪声的抑制己无能为力,因此,我们需要更加先进的去噪方法。 小波变换是20世纪80年代发展起来的一种新的时频联合分析方法,它在时域和频域都具有良好的局部化特性,在信号去噪中小波变换得到了广泛的应用。本文主要是运用小波阈值收缩法对瞬变电磁信号进行去噪处理,从而更好地为反演和解释服务。 主要研究方法是通过多种小波基函数对模拟信号及实测TEM信号滤波效果的对比,确定一个小波基函数,通过分析对比,指出了传统硬阈值和软阈值函数去噪方法的不足之处,提出构造一新的阈值函数,并将其用于TEM实测信号的滤波,并用滤波后的数据进行成图,反演计算和解释。通过滤波处理可以有效的消除噪声对结果的影响,消除假异常或者干扰异常,同时可以有效压制静态效应,提高电磁信噪比,从而改善数据质量和快速准确处理数据,提高瞬变电磁法数据的可靠性、精度及分辨率,达到实际解释精度要求。实测数据的滤波效果表明,小波变换适合处理瞬变电磁测深法中的动态、瞬态的信号,小波分析能有效地区分有用信号与干扰噪声,是一种瞬变电磁信号去噪的可行实用的方法。
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