【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磁场偏移成像的方法及装置，属于勘探地球物理。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，人们开发了很多方法技术通过地表磁场的数据研究地下目标体的磁化率和空间位置分布。早期主要以定性解释方法为主，如化极、延拓、边界识别等，后来发展了二维、三维人机互动拟合反演、自动反演等众多基于位场的反演算法。有现有技术利用阻尼最小二乘方法解广义的非线性反演问题，从而得到稳定解的方法。也有现有技术采用广义逆矩阵的选择法迭代反演二维磁异常，能够较准确的得到有限个组合板状模型。随着计算机技术发展，出现更多新的算法。如三维平滑正则化反演、三维聚焦反演、聚类-c均值聚焦反演方法、基于线性相关约束的联合反演方法、以及许多三维位场梯度反演方法等，以上二维、三维反演是复杂的、耗时的，因为它取决于先验模型和约束条件。
2、偏移成像是一种高效率的数据处理方法，在地震波场成像和电磁场成像中发展较早。从数学上讲，偏移是由伴随算子对观测数据的作用来描述的，其中伴随算子表现为地震或电磁场的反向传播函数。基于势场偏移思想，本专利技术提出了一种磁场偏移成像的方法及装置。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种磁场偏移成像的方法及装置，能够实现二维磁场矢量数据的自动偏移成像。
2、本专利技术为解决其技术问题所采取的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术实施例提供的一种磁场偏移成像的方法，包括如下步骤：
4、步骤s1，采集目标体上方的磁场任意两个分量或分量梯度作为观测磁场数据；
5、步骤s2，基于给定地下岩石磁化率或磁化强度参数和磁场积分方程建立磁场矢量或其梯度的正演算法；
6、步骤s3，基于磁场矢量正演算法，推导出任意观测磁场的伴随算子公式；
7、步骤s4，由观测磁场的伴随算子推导出伴随磁场；
8、步骤s5，由伴随磁场推导出地下空间磁化率分布函数，进而完成磁场矢量的偏移成像；
9、步骤s6，根据磁场矢量的偏移成像原理，推导得出磁场梯度的磁化率空间分布函数，进而完成磁场梯度的偏移成像。
10、作为本实施例一种可能的实现方式，所述基于给定地下岩石磁化率或磁化强度参数和磁场积分方程建立磁场矢量或其梯度的正演算法，包括：
11、假设磁化强度复数形式满足：
12、（1）
13、其中，为磁化强度，变量，为磁化强度的x方向分量，为磁化强度的z方向分量，是虚数单位，则磁场强度在复平面内定义如下：
14、（2）
15、其中，为磁场强度，为正演算子，；
16、（3）
17、其中，γ为磁化率，θ为磁化角， h0为地磁场强度；
18、设定测线在地面，将式（3）代入到（2）式中，则在测线上的磁场强度满足：
19、（4）
20、对于磁场梯度，得到下面公式：
21、（5）
22、其中，ζ是地下磁性体上任意一点：，ζ`是地面任意一点：，ds为地下磁性体面积单元。
23、作为本实施例一种可能的实现方式，所述基于磁场矢量正演算法，推导出任意观测磁场的伴随算子公式，包括：
24、假设测线在l上，磁性体边界为γ，引入希尔伯特空间复平面：
25、（6）
26、其中，h为理论计算磁场强度，f为观测磁场，d为地下半空间，
27、引入真实平面m：
28、（7）
29、其中 η为磁化强度，
30、对于任意的观测场引入该观测场的伴随算子,则有：
31、（8）
32、对等式两边进行展开，并进行整理得到任意观测场的伴随算子：
33、（9）
34、则磁场强度的伴随算子为：
35、（10）
36、其中，是镜像磁场强度。
37、作为本实施例一种可能的实现方式，所述由观测磁场的伴随算子推导出伴随磁场，包括：
38、由于是位于下半空间磁性体γ的镜像，是由引起的镜像场：
39、=（11）
40、称为伴随场，让p+位于上半空间的复平面，p-位于下半负面，由x轴隔开，考虑任意点画一个半径为r的圆，这部分的实轴x发生在圆内将由表示,而圆的部分里面p−将用表示，根据柯西积分公式:
41、（12）
42、其中闭合轮廓上的积分取逆时针方向对实轴段的积分是从右到左的；
43、r→+inf的极限,对段的积分趋近于0，所以公式（12）可写为：
44、（13）
45、由上面公式推导得到：
46、（14）
47、进一步得到：
48、（15）
49、考虑公式（15）和公式（10），得到伴随磁场为：
50、（16）。
51、作为本实施例一种可能的实现方式，所述由伴随磁场推导出地下空间磁化率分布函数，进而完成磁场矢量的偏移成像，包括：
52、深度加权函数等于磁场复强度的积分灵敏度的开方：
53、（17）
54、（18）
55、磁化率分布满足下面公式：
56、==（19）
57、其中：；；
58、=（20）
59、将上式展开得到地下空间磁化率分布函数：
60、（21）。
61、作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据磁场矢量的偏移成像原理，推导得出磁场梯度的磁化率空间分布函数，进而完成磁场梯度的偏移成像，包括：
62、磁场梯度为：
63、=（22）
64、其中，为磁化强度的水平分量的梯度场，为磁化强度的垂向分量的梯度场；
65、磁场梯度伴随算子为：
66、；（23）
67、磁场梯度场伴随场为：
68、（24）
69、磁场梯度的偏移成像为：
70、（25）。
71、作为本实施例一种可能的实现方式，所述磁场偏移成像的原理为：以观测平面为镜面，假设上半空间存在一个虚拟“镜像场源”，与其对应的势场称为“镜像场”，数学上称为“偏移场”，并对此偏移场进行向下延拓，由于远离场源，向上延拓的数理方程满足狄里希莱第一边值问题，且其方程解是收敛且稳定的。
72、第二方面，本专利技术实施例提供的一种磁场偏移成像的装置，包括：
73、磁场数据采集模块，用于采集目标体上方的磁场任意两个分量或分量梯度作为观测磁场数据；
74、正演算法建立模块，用于基于给定地下岩石磁化率或磁化强度参数和磁场积分方程建立磁场矢量或其梯度的正演算法；
75、伴随算子推导模块，用于基于磁场矢量正演算法，推导出任意观测磁场的伴随算子公式；...
【技术保护点】
1.一种磁场偏移成像的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述基于给定地下岩石磁化率或磁化强度参数和磁场积分方程建立磁场矢量或其梯度的正演算法，包括：
3.根据权利要求2所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述基于磁场矢量正演算法，推导出任意观测磁场的伴随算子公式，包括：
4.根据权利要求3所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述由观测磁场的伴随算子推导出伴随磁场，包括：
5.根据权利要求4所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述由伴随磁场推导出地下空间磁化率分布函数，进而完成磁场矢量的偏移成像，包括：
6.根据权利要求5所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述根据磁场矢量的偏移成像原理，推导得出磁场梯度的磁化率空间分布函数，进而完成磁场梯度的偏移成像，包括：
7.根据权利要求1-6任意一项所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述磁场偏移成像的原理为：以观测平面为镜面，假设上半空间存在一个虚拟“镜像场源”，与其对应的势场称为“镜像场”，数学上称为
8.一种磁场偏移成像的装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-7任一所述的磁场偏移成像的方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一所述的磁场偏移成像的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种磁场偏移成像的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述基于给定地下岩石磁化率或磁化强度参数和磁场积分方程建立磁场矢量或其梯度的正演算法，包括：
3.根据权利要求2所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述基于磁场矢量正演算法，推导出任意观测磁场的伴随算子公式，包括：
4.根据权利要求3所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述由观测磁场的伴随算子推导出伴随磁场，包括：
5.根据权利要求4所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述由伴随磁场推导出地下空间磁化率分布函数，进而完成磁场矢量的偏移成像，包括：
6.根据权利要求5所述的磁场偏移成像的方法，其特征在于，所述根据磁场矢量的偏移成像原理，推导得出磁场梯度的磁化率空间分布函数，进而完成磁场梯度的偏移成像，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：朱裕振，强建科，张文艳，孙超，汝亮，闫冰，
申请(专利权)人：山东省煤田地质规划勘察研究院，
类型：发明
国别省市：
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