【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁异常数据处理，特别是一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法及系统。
技术介绍
1、磁异常作为地质体磁性分布不均匀的综合反映，在推断和识别地质体边界位置时具有独特的优势，尤其是磁异常具有横向分辨率高的优势；通常对磁异常资料进行地质解译前，需要对磁异常资料进行一系列处理和转换，才能准确地识别出地质体的边界信息，这些处理对于准确识别地质体的边界信息至关重要，是进行高质量地质解译的基础；然而，传统的磁异常处理和转换方法存在诸多局限性，严重制约了磁异常资料在地质解译中的应用效果；首先，常规的滤波方法虽然能够在一定程度上改善信号质量，但往往会导致异常界限模糊，显著降低了线性构造边缘的识别精度，使得精确定位地质体边界变得困难；其次，这些方法对噪声的压制能力相对较弱，在实际勘探中磁异常数据常常受到各种噪声的影响，例如仪器噪声或环境噪声，在信噪比较低的情况下，容易造成有用信息的丢失，特别是在地质情况复杂的地区，异常信号强度往往较弱，更容易被噪声所掩盖，使得磁异常资料的解释变得异常困难，可能导致重要的地质信息被错误地过滤掉或被噪声掩盖。
2、但目前常见的解决方案存在诸多缺点，包括：现有的磁异常边界信息识别方法主要分为数理统计类和导数分析类；其中数理统计类方法，例如归一化标准偏差与小子域滤波，虽然可以通过改变窗口的大小来调节对噪声的压制作用和边界分辨率，但难以同时兼顾两者；大窗口虽然对噪声压制效果好，但会严重降低边界的分辨率；小窗口虽然保留了较高的分辨率，但对噪声的压制效果不佳；导数分析类方法主要关注异常数据导数的变化
技术实现思路
1、鉴于对磁异常数据进行边界信息识别时，现有技术中难以同时兼顾对噪声的压制作用和边界分辨率，在一定程度上提高横向分辨率的同时会显著放大噪声干扰，导致边界信息识别的准确性受到影响等问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提供一种以压制磁异常信号噪声，提高磁异常体边界信息分辨率为目的，引入磁梯度张量分量数据，利用磁梯度张量数据不受斜磁化干扰、对噪声干扰压制作用强和方向信息明显的特点，通过计算突出边界信息，更精准地确定地质体的边界的方法。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其包括采集实测磁异常数据并进行预处理，得到化极后的网格化磁异常数据；基于所述化极后的网格化磁异常数据进行计算，得到磁梯度张量分量数据；对所述磁梯度张量分量数据进行边界识别计算，得到边界识别计算结果；利用所述边界识别计算结果对地质体边界信息进行识别。
5、作为本专利技术所述基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的一种优选方案，其中：所述得到化极后的网格化磁异常数据包括对实测磁异常数据进行网格化处理和化极处理。
6、作为本专利技术所述基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的一种优选方案，其中：利用所述边界识别计算对所述磁梯度张量分量数据进行信息增强，所述边界识别计算的计算公式如下：
7、
8、其中，l为边界识别计算结果，即包含地质体边界信息的二维数据矩阵；bxx为磁梯度张量分量中坐标轴x方向分量的x方向导数数据；byy为磁梯度张量分量中坐标轴y方向分量的y方向导数数据；bzz为磁梯度张量分量中坐标轴z方向分量的z方向导数数据。
9、作为本专利技术所述基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的一种优选方案，其中：所述对地质体边界信息进行识别包括利用matlab或surfer程序对边界识别计算结果进行可视化，生成平面等值线图，并利用边界识别计算结果的极值信息提取地质体的边界信息，识别地质体的边界；所述利用边界识别计算结果l的极值信息提取地质体的边界信息包括：在所述平面等值线图中对所述边界识别计算结果l进行判断，若点p的边界识别计算结果lp＞左侧的边界识别计算结果lp左和右侧的边界识别计算结果lp右，则判定点p的边界识别计算结果lp为极值，点p为极值点并进行记录；若点p的边界识别计算结果lp＞上侧的边界识别计算结果lp上和下侧的边界识别计算结果lp下，则判定点p的边界识别计算结果lp为极值，点p为极值点并进行记录；若点p的边界识别计算结果lp≤左侧的边界识别计算结果lp左或右侧的边界识别计算结果lp右，且点p的边界识别计算结果lp≤上侧的边界识别计算结果lp上或下侧的边界识别计算结果lp下，则判定点p的边界识别计算结果lp不为极值，点p不为极值点，不进行记录；将记录的极值点进行结合，得到边界识别计算结果l的极值信息。
10、作为本专利技术所述基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的一种优选方案，其中：所述边界识别计算结果的极值信息的具体公式如下：
11、[l(i,j)≥l(i+1,j)∩l(i,j)≥l(i-1,j)]∪[l(i,j)≥l(i,j+1)∩l(i,j)≥l(i,j-1)]
12、其中，l(i,j)为点(i,j)的边界识别计算结果l；i为横坐标；j为纵坐标；所述识别地质体的边界为根据就近原则，将所有的边界识别计算结果l的极值点连接为数条封闭或半封闭的曲线，其中对应的曲线等效视为地质体的边界。
13、作为本专利技术所述基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的一种优选方案，其中：所述得到磁梯度张量分量数据包括以下步骤：对所述化极后的网格化磁异常数据进行扩边计算，得到扩边后的磁异常数据；对所述扩边后的磁异常数据进行频率域傅里叶换算，得到磁梯度张量分量数据；所述扩边计算包括上方区域、下方区域、左侧区域以及右侧区域。
14、作为本专利技术所述基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的一种优选方案，其中：所述磁梯度张量分量数据的计算公式如下：
15、
16、其中，bxx为磁梯度张量分量中坐标轴x方向分量的x方向导数数据；sxx(u,v)为傅里叶换算后频率域磁梯度张量bxx分量的频谱；byy为磁梯度张量分量中坐标轴y方向分量的y方向导数数据；syy(u,v)为傅里叶换算后频率域磁梯度张量byy分量的频谱；bzz为磁梯度张量分量中坐标轴z方向分量的z方向导数数据；szz(u,v)为傅里叶换算后频率域磁梯度张量bzz分量的频谱；u为横坐标x的角频率；v为纵坐标y的角频率；i为虚数单位；x为横坐标值；y为纵坐标值。
17、第二方面，本专利技术为进一步解决磁异常数据处理中存在的安全问题，实施例提供了一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别系统，其包括：数据处理模块，用于采集实测磁异常数据并进行网格化处理和化极处理，得到化极后的网格化磁异常数据；分量计算模块，用于对化极后的网格化磁异常数据进行扩边计算和频率域傅里叶换算，得到磁梯度张量分量数据；识别计算模块，用于对磁梯度张量分量数据进行边界识别计算，得到包含地质体边界信息的二维数据矩阵；边界识别模块，用于对二维数据矩阵进行可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述得到化极后的网格化磁异常数据包括对实测磁异常数据进行网格化处理和化极处理。
3.如权利要求2所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：利用所述边界识别计算对所述磁梯度张量分量数据进行信息增强，所述边界识别计算的计算公式如下：
4.如权利要求3所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述对地质体边界信息进行识别包括利用MATLAB或Surfer程序对边界识别计算结果进行可视化，生成平面等值线图，并利用边界识别计算结果的极值信息提取地质体的边界信息，识别地质体的边界；
5.如权利要求4所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述边界识别计算结果的极值信息的具体公式如下：
6.如权利要求5所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述得到磁梯度张量分量数据包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的基于磁梯度张
8.一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别系统，基于权利要求1～7任一所述的一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述得到化极后的网格化磁异常数据包括对实测磁异常数据进行网格化处理和化极处理。
3.如权利要求2所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：利用所述边界识别计算对所述磁梯度张量分量数据进行信息增强，所述边界识别计算的计算公式如下：
4.如权利要求3所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述对地质体边界信息进行识别包括利用matlab或surfer程序对边界识别计算结果进行可视化，生成平面等值线图，并利用边界识别计算结果的极值信息提取地质体的边界信息，识别地质体的边界；
5.如权利要求4所述的基于磁梯度张量的磁异常边界信息识别方法，其特征在于：所述边界识别计算结果的极值信息的具...
【专利技术属性】
技术研发人员：李子永，赵静，李志民，陈树凤，王君恒，张利峰，刘亚东，田海川，
申请(专利权)人：中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心，
类型：发明
国别省市：
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