常见的大地电磁测深法基本原理及应用.ppt

从图6.12看到数据长度对频谱分辨力的影响，数据长度越短，频谱畸变越大。为了使谱分析的结果尽可能接近原始谱，希望减小加权平均的范围，要求主叶愈窄愈好。 再看边叶上的影响。在这里G(f)时正时负，所以它和原始谱褶积结果会造成一部分频谱丟失，即所谓时窗泄漏。显然边叶起伏愈大这种破坏作用也愈大。因此为了克服这种影响希望边叶衰减愈快愈好。 从图6.12 上还可看出，如果增加T可以使主叶变窄，也能使边叶很快衰减。然而这将意味着增加数据量、增加计算机时间和存储容量，因此这不是理想的减小截断效应影响的方法。 另一个可供选择的办法是修改窗函数g(t), 从而得到一个理想的频谱函数G(f)。如果它的主叶很窄，边叶衰减又快，那么截断效应的影响将会大为降低。可惜这两个要求往往是矛盾的，只能取一个折衷方案。下面介绍两种在大地电磁测深中经常使用的窗口函数。 (1). 汉宁窗，又称余弦窗。定义为： (2). 哈明(Hamming)窗，它与汉宁窗有相似的形式 频谱为 频谱为 (6) (7) (8) 用最小二乘法估算张量阻抗要素 在频率域中电磁场满足下列方程组 ： 以（9）若对某一频率的电磁场作两次独立观测，则应有： (9) (10) (11) 视电阻率表达式： 有唯一解的条件是上式中的分母不等于零，即： 这意味着当场线性极化时阻抗将是不稳定的。 另外两个阻抗要素： 这种方法是否可行？ 因为实际数据中包含着噪音，仅根据两组观测数据不能准确地确定阻抗要素。为了尽可能减小噪音影响，必需采集大量数据来求它们的平均结果。通常根据最小二乘方原理求阻抗要素的最佳估计值。 令 (12) 因为存在观测误差，这个数值并不等于实际观测值，现定义均方差函数 *表示共軛，N为总的观测次数 将(12)代入上式便得 欲使方差最小则应有 (13)式又可写成 (13) (14) (15) 分别对两个阻抗的实部和虚部进行求导，并令其为零，联立整理后有： (16) (17) 自功率谱 互功率谱 大地电磁阻抗要素可通过场强的自、互功率谱的平均值来确定 MT静态模型 背景及实际电阻率等值线图 实际视电阻率等值线图 识别曲线 理论模型 中值滤波 相位换算 小波分析 实测数据处理-AMT 实测数据处理-CSAMT 中值滤波 小波分析，分解两三层 三维浅层不均匀体造成的静态效应 三层模型中有一个40m*40m*4m的三维低阻板状体非均匀体模型，围岩三层介质电阻率分别为100、10和1000欧姆米，前两层的厚度分别为600m和1400m。 层状介质中表层局部不均匀体模型 四个测点，其中MT0位于不均匀体中心，MT18位于不均匀体内侧，MT25位于不均匀体外侧，MT500位于不均匀体的无穷远处 正演结果 无静态位移 曲线下降，但TE、TM模式重合 两个模式均下移 TE、TM模式分别上移、下移 资料处理与解释 某地区实测的MT视电阻率和相位曲线 时频变换-傅里叶分析 1、预处理 任何一个大地电磁场都可以看成是一个连续的时间函数x(t)，为便于计算机处理需要将x(t)离散化，形成一个时间序列，同时还要作其他必要地处理，这个过程称为预处理。 时间域电磁信号 —— 频率域电磁信号 经采样后形成的时间序列为： 为采样间隔。根据采样定理： 为傅里叶系数 对于大地电磁场来说，如果将它看成以为周期的复杂振动的话，那么在任一段区间[-T0，T0]上，就可以分为无限多个简谐振动，用傅里叶级数表达为： (1) (2) 实际上大地电磁场并不像设想的那样是一个周期性振动，可以用傅里叶级数表达。野外所提供的记录都是一个无限连续的非周期性振动。处理这类信号应该运用傅里叶积分。 (3) (4) 因为任何记录都只是有限的，或者说仅是从长记录中截取一段，比如从-T到T 表示褶积，为经截断后信号的频谱，为无限长信号的真实频谱，为矩形函数的频谱： (5) 这个影响通常称为截断效应。这也是数据处理中不可避免的噪音，应该消除或尽可能减小它的影响。 野外工作方法 施工设计 进行MT野外施工之前，应根据地质任务要求进行施工设计，含如下内容： 收集工区及邻近区已有的地质和地球物理资料，初步建立起工区的地层－电性关系模式。根据地质任务的要求，结合已知的构造走向和地质露头情况，确定测线间距、测点间距、测线方位，并根据勘探目标的深度和地层电性特征，提出对观测数据最低频率的要求。 对工区进行现场实地踏勘，了解工区的地形、交通、地质露头情况及各种电干扰源（人类生活区、铁路、输电线、水电站和煤矿等）的分布情况。提出避开电干扰、确保野外观测质量的措施。 根据有关规范要求和实际情况，提