基于小波變換的位場場源識別與異常分離方法研究
發(fā)布時間:2021-08-16 19:30
重磁勘探是重要的物探方法,場源識別和位場分離是重磁數(shù)據(jù)處理中兩個重要的問題。經(jīng)典的頻率域位場分離方法能有效分離不同深度、不同規(guī)模的異常,但由于傅立葉變換沒有空間信息,存在分離不徹底和不能空間定位分離的缺點。小波變換具有多尺度分析、空間--尺度(頻率)域定位分析等優(yōu)點,有望解決上述位場分離和場源識別問題。本文首先在闡述小波分析基本理論的基礎(chǔ)上,開展基于小波變換的位場場源識別和位場分離方面的研究,主要成果如下:1.在詳細(xì)推導(dǎo)連續(xù)小波變換識別位場場源理論的基礎(chǔ)上,設(shè)計各種類型場源模型,詳細(xì)研究連續(xù)小波變換識別位場場源方法適用條件、母小波選擇原則、噪聲影響和尺度因子選取方法。2.提出選擇最佳母小波的定量指標(biāo)稀疏指數(shù)和帶空間-尺度定位的離散小波變換(DWT)位場異常分離方法。該方法對位場數(shù)據(jù)進(jìn)行小波時頻分析,確定出局部異常/區(qū)域異常對應(yīng)的小波系數(shù)在空間-尺度域的范圍,用特定范圍內(nèi)的小波系數(shù)重構(gòu)出局部異常/區(qū)域異常,實現(xiàn)帶空間-尺度域定位的位場異常分離。實驗結(jié)果表明,先利用稀疏指數(shù)指標(biāo)優(yōu)選母小波,再采用帶空間-尺度域定位的DWT位場異常分離方法,能提高位場異常分離的準(zhǔn)確性,有效地從總異常中分離出區(qū)...
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:157 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
1 引言
1.1 研究目的與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 小波變換
1.2.2 位場場源識別
1.2.3 位場分離
1.2.4 小波域位場場源識別
1.2.5 小波域位場分離
1.3 本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 主要創(chuàng)新點
2 基本理論
2.1 傅立葉分析
2.1.1 傅立葉級數(shù)
2.1.2 傅立葉變換
2.1.3 短時傅立葉變換
2.2 小波變換
2.2.1 連續(xù)小波變換
2.2.2 離散小波變換
2.2.3 小波變換的性質(zhì)
2.3 小波變換的時頻分析
2.3.1 小波時頻分析相關(guān)術(shù)語
2.3.2 小波變換的時頻窗
2.3.4 小波變換時頻分析舉例
2.4 小波多尺度分解與重構(gòu)
2.4.1 小波多尺度分析定義
2.4.3 小波多尺度分解
2.4.4 小波多尺度重構(gòu)
2.5 小結(jié)
3 基于連續(xù)小波變換的位場場源識別
3.1 基本理論
3.1.1 連續(xù)小波變換檢測信號的奇異性
3.1.2 位場小波
3.1.3 連續(xù)小波變換識別位場場源
3.2 適用條件研究
3.2.1 孤立齊次場源模型
3.2.2 組合齊次場源模型
3.2.3 孤立非齊次場源
3.2.4 復(fù)雜組合場源
3.2.5 CWT 識別位場場源方法適用條件分析
3.3 母小波選擇原則
3.3.1 齊次場源母小波選取原則
3.3.2 非齊次場源母小波選取原則
3.4 噪聲影響分析與尺度因子選取
3.4.1 噪聲對場源識別結(jié)果的影響
3.4.2 尺度因子對噪聲壓制效果分析
3.4.3 尺度因子選取方法
3.4.4 合成數(shù)據(jù)測試
3.5 實際資料處理
3.5.1 實測資料一
3.5.2 實測資料二
3.6 小結(jié)
4 基于小波變換的位場異常分離
4.1 相關(guān)理論基礎(chǔ)
4.1.1 母小波選取原則
4.1.2 頻率域優(yōu)化濾波
4.1.3 小波域尺度濾波
4.2 帶空間-尺度定位的 DWT 位場異常分離
4.2.1 分離方法
4.2.2 二度體場源異常分離實驗
4.2.3 三度體場源異常分離實驗
4.3 小波域優(yōu)化位變?yōu)V波
4.3.1 小波域位變尺度濾波
4.3.2 小波域優(yōu)化位變?yōu)V波
4.4 小波域優(yōu)化位變?yōu)V波異常分離試驗
4.4.1 重力剖面異常數(shù)據(jù)分離
4.4.2 深度固定的三層異常分離
4.4.3 深度變化的三層異常分離
4.5 實際資料處理
4.5.1 數(shù)據(jù)
4.5.2 分離結(jié)果
4.6 小結(jié)
5 位場數(shù)據(jù)先分離后場源識別實驗研究
5.1 合成數(shù)據(jù)實驗
5.1.1 二度體模型實驗
5.1.2 三度體模型實驗
5.2 實測資料處理
5.2.1 數(shù)據(jù)
5.2.2 直接場源識別
5.2.3 分離后場源識別
5.2.4 結(jié)果分析
5.3 小結(jié)
6 論文總結(jié)與研究展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A 連續(xù)小波變換識別位場場源理論推導(dǎo)
附錄A-1
附錄A-2
附錄A-3
附錄A-4
附錄A-5
附錄A-6
附錄B 常用小波波形
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]優(yōu)化濾波方法及其在中國大陸布格重力異常數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J]. 郭良輝,孟小紅,石磊,陳召曦. 地球物理學(xué)報. 2012(12)
[2]歐拉反褶積在重磁位場中應(yīng)用與發(fā)展[J]. 王明,駱遙,羅鋒,田嵩. 物探與化探. 2012(05)
[3]Multi-scale inversion of density structure from gravity anomalies in Tarim Basin[J]. HOU ZunZe1 & YANG WenCai2 1 Chinese People’s Armed Police Force Academy, Langfang 065000, China; 2 Institute of Geology, Chinese Academy of Geology, Beijing 100037, China. Science China(Earth Sciences). 2011(03)
[4]應(yīng)用小波變換確定琉球俯沖帶的深部特征[J]. 寧津生,王偉,汪海洪,羅佳. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2010(10)
[5]基于重力異常連續(xù)復(fù)小波變換的斷裂分析[J]. 刁博,王家林,程順有. 石油物探. 2009(03)
[6]基于多尺度邊緣的重力異常反演[J]. 汪海洪,王偉,李振,劉玉春. 大地測量與地球動力學(xué). 2008(05)
[7]一種改進(jìn)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)保持梯度濾波方法[J]. 馬濤,王鐵成,王雨. 石油地球物理勘探. 2007(02)
[8]分析研究基于小波分析與譜分析提高重力異常的分辨能力[J]. 邱寧,何展翔,昌彥君. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2007(01)
[9]位場小波變換研究進(jìn)展[J]. 徐亞,郝天珧,周立宏,肖敦清,高嘉瑞,袁淑琴. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2006(04)
[10]二維連續(xù)復(fù)小波變換識別重力場源[J]. 陳玉東. 物探與化探. 2006(02)
本文編號:3346257
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:157 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
1 引言
1.1 研究目的與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 小波變換
1.2.2 位場場源識別
1.2.3 位場分離
1.2.4 小波域位場場源識別
1.2.5 小波域位場分離
1.3 本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 主要創(chuàng)新點
2 基本理論
2.1 傅立葉分析
2.1.1 傅立葉級數(shù)
2.1.2 傅立葉變換
2.1.3 短時傅立葉變換
2.2 小波變換
2.2.1 連續(xù)小波變換
2.2.2 離散小波變換
2.2.3 小波變換的性質(zhì)
2.3 小波變換的時頻分析
2.3.1 小波時頻分析相關(guān)術(shù)語
2.3.2 小波變換的時頻窗
2.3.4 小波變換時頻分析舉例
2.4 小波多尺度分解與重構(gòu)
2.4.1 小波多尺度分析定義
2.4.3 小波多尺度分解
2.4.4 小波多尺度重構(gòu)
2.5 小結(jié)
3 基于連續(xù)小波變換的位場場源識別
3.1 基本理論
3.1.1 連續(xù)小波變換檢測信號的奇異性
3.1.2 位場小波
3.1.3 連續(xù)小波變換識別位場場源
3.2 適用條件研究
3.2.1 孤立齊次場源模型
3.2.2 組合齊次場源模型
3.2.3 孤立非齊次場源
3.2.4 復(fù)雜組合場源
3.2.5 CWT 識別位場場源方法適用條件分析
3.3 母小波選擇原則
3.3.1 齊次場源母小波選取原則
3.3.2 非齊次場源母小波選取原則
3.4 噪聲影響分析與尺度因子選取
3.4.1 噪聲對場源識別結(jié)果的影響
3.4.2 尺度因子對噪聲壓制效果分析
3.4.3 尺度因子選取方法
3.4.4 合成數(shù)據(jù)測試
3.5 實際資料處理
3.5.1 實測資料一
3.5.2 實測資料二
3.6 小結(jié)
4 基于小波變換的位場異常分離
4.1 相關(guān)理論基礎(chǔ)
4.1.1 母小波選取原則
4.1.2 頻率域優(yōu)化濾波
4.1.3 小波域尺度濾波
4.2 帶空間-尺度定位的 DWT 位場異常分離
4.2.1 分離方法
4.2.2 二度體場源異常分離實驗
4.2.3 三度體場源異常分離實驗
4.3 小波域優(yōu)化位變?yōu)V波
4.3.1 小波域位變尺度濾波
4.3.2 小波域優(yōu)化位變?yōu)V波
4.4 小波域優(yōu)化位變?yōu)V波異常分離試驗
4.4.1 重力剖面異常數(shù)據(jù)分離
4.4.2 深度固定的三層異常分離
4.4.3 深度變化的三層異常分離
4.5 實際資料處理
4.5.1 數(shù)據(jù)
4.5.2 分離結(jié)果
4.6 小結(jié)
5 位場數(shù)據(jù)先分離后場源識別實驗研究
5.1 合成數(shù)據(jù)實驗
5.1.1 二度體模型實驗
5.1.2 三度體模型實驗
5.2 實測資料處理
5.2.1 數(shù)據(jù)
5.2.2 直接場源識別
5.2.3 分離后場源識別
5.2.4 結(jié)果分析
5.3 小結(jié)
6 論文總結(jié)與研究展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A 連續(xù)小波變換識別位場場源理論推導(dǎo)
附錄A-1
附錄A-2
附錄A-3
附錄A-4
附錄A-5
附錄A-6
附錄B 常用小波波形
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]優(yōu)化濾波方法及其在中國大陸布格重力異常數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J]. 郭良輝,孟小紅,石磊,陳召曦. 地球物理學(xué)報. 2012(12)
[2]歐拉反褶積在重磁位場中應(yīng)用與發(fā)展[J]. 王明,駱遙,羅鋒,田嵩. 物探與化探. 2012(05)
[3]Multi-scale inversion of density structure from gravity anomalies in Tarim Basin[J]. HOU ZunZe1 & YANG WenCai2 1 Chinese People’s Armed Police Force Academy, Langfang 065000, China; 2 Institute of Geology, Chinese Academy of Geology, Beijing 100037, China. Science China(Earth Sciences). 2011(03)
[4]應(yīng)用小波變換確定琉球俯沖帶的深部特征[J]. 寧津生,王偉,汪海洪,羅佳. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2010(10)
[5]基于重力異常連續(xù)復(fù)小波變換的斷裂分析[J]. 刁博,王家林,程順有. 石油物探. 2009(03)
[6]基于多尺度邊緣的重力異常反演[J]. 汪海洪,王偉,李振,劉玉春. 大地測量與地球動力學(xué). 2008(05)
[7]一種改進(jìn)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)保持梯度濾波方法[J]. 馬濤,王鐵成,王雨. 石油地球物理勘探. 2007(02)
[8]分析研究基于小波分析與譜分析提高重力異常的分辨能力[J]. 邱寧,何展翔,昌彥君. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2007(01)
[9]位場小波變換研究進(jìn)展[J]. 徐亞,郝天珧,周立宏,肖敦清,高嘉瑞,袁淑琴. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2006(04)
[10]二維連續(xù)復(fù)小波變換識別重力場源[J]. 陳玉東. 物探與化探. 2006(02)
本文編號:3346257
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