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    改进的位场相关成像方法

    马国庆 杜晓娟 李丽丽

    马国庆, 杜晓娟, 李丽丽, 2013. 改进的位场相关成像方法. 地球科学, 38(5): 1121-1127. doi: 10.3799/dqkx.2013.111
    引用本文: 马国庆, 杜晓娟, 李丽丽, 2013. 改进的位场相关成像方法. 地球科学, 38(5): 1121-1127. doi: 10.3799/dqkx.2013.111
    MA Guo-qing, DU Xiao-juan, LI Li-li, 2013. Improved Potential Field Correlation Imaging Method. Earth Science, 38(5): 1121-1127. doi: 10.3799/dqkx.2013.111
    Citation: MA Guo-qing, DU Xiao-juan, LI Li-li, 2013. Improved Potential Field Correlation Imaging Method. Earth Science, 38(5): 1121-1127. doi: 10.3799/dqkx.2013.111

    改进的位场相关成像方法

    doi: 10.3799/dqkx.2013.111
    基金项目: 

    深部探测技术与实验研究专项SinoProbe-09-01 201011078

    详细信息
      作者简介:

      马国庆(1984-),男,讲师,主要从事位场数据处理和解释方面的研究.E-mail:magq08@mails.jlu.edu.cn

    • 中图分类号: P31

    Improved Potential Field Correlation Imaging Method

    • 摘要: 位场相关成像是根据实测异常与地下不同位置地质体所产生异常之间的相关系数来快速获得地质体的空间位置.现有的相关成像方法是利用球体模型来模拟地下地质体的形状,当场源体的实际形状与球体相差较大时,计算结果势必出现较大误差.为了解决这一问题,对该方法进行改进,以不同模型来模拟地下地质体形状,计算其产生异常与实测数据的相关系数,理论上使相关系数取得最大值的模型与实际地质体情况一致.因此,改进后的方法不仅可以获得地质体的位置参数,还可以对地质体的类型(构造指数)进行估计.磁异常的相关成像计算采用异常的解析信号来完成,这样可有效地避免磁化方向的干扰,且计算公式相对简单.通过理论模型试验,证明此方法可以成功地完成位场数据的反演工作,且稳定性较高.最后将其应用于上海实测磁异常数据的解释中,获得了地下未爆炸物的分布情况.

       

    • 图  1  地质体空间位置分布示意图

      Fig.  1.  The distribution of the location of sources

      图  2  不同模型异常的相关成像结果

      a.深为10 m的球体产生的重力异常;b.埋深为10 m的圆柱体产生的重力异常;c.构造指数为1时结构函数与图 2a所示异常的相关系数;d.构造指数为1时的结构函数与图 2b所示异常的相关系数;e.构造指数为2时结构函数与图 2a所示异常的相关系数;f.构造指数为2时的结构函数与图 2b所示异常的相关系数.R.相关系数值

      Fig.  2.  Correlation imaging computed by different models

      图  3  圆柱体重力异常相关成像结果

      a.埋深分别为10 m和15 m的圆柱体产生的重力异常;b.位置均为50 m,埋深分别为10 m和20 m的圆柱体的重力异常;c.构造指数为1的结构函数与图 3a所示异常的相关系数;d.构造指数为1的结构函数与图 3b所示异常的相关图像;e.构造指数为2的结构函数与图 3a所示异常的相关系数;f.构造指数为1的结构函数与图 3b所示异常的相关系数

      Fig.  3.  Correlation imaging of gravity anomaly of horizontal cylinder

      图  4  板状体磁异常相关成像结果

      a.埋深为5 m的板状体产生的磁异常;b.磁异常的解析信号;c.构造指数为1的结构函数与解析信号的相关系数;d.构造指数为2的结构函数与解析信号的相关系数

      Fig.  4.  Correlation imaging of magnetic anomaly generated by the dike

      图  5  板状体磁异常相关成像结果

      a.图 4a所示异常中加入随机噪声;b.滤波后磁异常;c.含噪磁异常的解析信号;d.滤波后磁异常的解析信号;e.构造指数为1时图 5c所示解析信号的相关系数;f.构造指数为1时图 5d所示解析信号的相关系数;g.构造指数为2时图 5c所示解析信号的相关系数;h.构造指数为2时图 5d所示解析信号的相关系数

      Fig.  5.  Correlation imaging of magnetic anomaly of dike

      图  6  上海某工地实测磁异常(a)和磁异常的解析信号(b)

      a.实测磁异常;b.磁异常解析信号

      Fig.  6.  Measured magnetic anomaly in Shanghai (a) and analytic signal of the data in 6a (b)

      图  7  实测磁异常相关成像结果

      a.y=147处剖面的相关成像结果;b.相关系数结果的三维显示

      Fig.  7.  Correlation imaging of real magnetic anomaly

      表  1  构造指数与地质模型之间的关系

      Table  1.   Correlation between structural indices and geological models

      构造指数 磁场反映的构造 重力场反映的构造
      0.0 无限薄板盖层 岩墙,台阶
      0.5 垂直接触带 薄板
      1.0 板状体、岩墙 水平圆柱体
      2.0 水平圆柱体 球体
      3.0 球体
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      表  2  构造指数与相关系数最大值之间的对应关系

      Table  2.   The corresponding relationship between the structural indices and the maxima of correlation coefficients

      构造指数 相关系数最大值
      2.0 0.856 5
      2.2 0.877 1
      2.4 0.910 5
      2.6 0.939 6
      2.7 0.978 2
      2.8 0.981 3
      2.9 0.975 4
      3.0 0.942 7
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    出版历程
    • 收稿日期:  2012-09-17
    • 刊出日期:  2013-09-15

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