改进二维变分模态分解的磁源分离

发布时间：2021-04-16 20:19

　　为了解决延拓法对不同深度磁源的磁测数据进行分离时,向上延拓高度确定困难以及延拓导致深源信号损失的缺点,提出了在延拓法的基础上利用二维变分模态分解对磁性目标进行分离。首先,利用最佳延拓高度估计法对磁测数据进行第一次分离,得到分离后的局部异常与区域异常数据;然后,利用二维变分模态分解对分离后的浅源局部异常进行第二次分离,该过程无需计算延拓高度,能够自动对不同频率的磁测数据进行分离;最后,利用该方法对不同深度磁源进行识别,通过将分离得到的磁异常B_z分量数据转化为磁梯度张量数据,实现了对不同深度磁源的磁梯度张量数据进行分离,获得对不同深度磁源的识别结果。实验结果表明:实测中对小尺度磁性体组合磁源（高度差为26 cm）的分离数据与单目标观测数据的互相关系数在0.966 4以上。相比传统的延拓分离方法,提出的方法的分离精度更高,抗干扰能力更强。 

【文章来源】：光学精密工程. 2020,28(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

磁源磁异常Bz分量数据分离结果

分别利用本文分离方法、延拓法及变分模态分解法对测线上磁源的Bz分量数据进行分离计算,获得的分离结果如图9所示。图10为不同分离方法获得分离结果的二维数据。对分离数据计算得到的RMSE以及互相关系数C如表3所示。根据图9、图10以及表3可以看出,本文分离方法计算精度最好,延拓法的计算精度其次,变分模态分解结果最差。根据计算结果可以看出,在延拓高度不高的情况下,延拓法获得的磁源深度层数据损失较小,因此计算精度有所提高。本文计算方法获得的计算结果互相关系数不低于0.966 4,RMSE不高于7 506 nT,优于其他两种方法。利用公式(11)对本文方法得到的水平圆柱体与未爆弹的磁梯度张量Bxz与Byz分量进行计算,获得的磁梯度张量分量的区域异常数据与局部异常数据如图11(a)～图11(f)所示。计算局部异常与区域异常数据的THDR,计算结果如图11(g)～图11(i)所示。根据计算结果可以看出,在分离之前由于水平圆柱体与未爆弹数据混合在一起,导致在计算结果中难以区分未爆弹的分布位置。通过利用本文分离数据进行计算,可以有效获得不同深度磁源的实际分布范围。实验表明,本文方法能够将组合磁源中的未爆弹进行有效分离,在实践中能够应用于未爆弹的探测。同时,该方法的适用范围可以从几米扩展到几千米,因此对于矿物以及石油勘探也同样适用。图9 测线上不同方法的延拓结果

测线上不同方法的延拓结果

【参考文献】：
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本文编号：3142104