《时间域航空电磁数据噪声压制技术》ppt课件

1、2012级硕士研究生开题报告级硕士研究生开题报告报告题目：时间域航空电磁数据噪声压制技术报告人：谢宾指导教师：朱凯光报告时间：2014年5月一、研究背景及意义一、研究背景及意义三、已取得成果三、已取得成果二、研究内容及解决方案二、研究内容及解决方案四、下一步工作计划及时间安排四、下一步工作计划及时间安排开题报告题纲开题报告题纲一、研究背景及意义一、研究背景及意义航空电磁法（航空电磁法（Airborne Electromagnetic Airborne Electromagnetic 简称简称AEMAEM）主要用来快速普查金属矿体，）主要用来快速普查金属矿体，大面积地质填图，水文地质，工程地质勘

2、查和环境监测等领域。其中大面积地质填图，水文地质，工程地质勘查和环境监测等领域。其中时间域航空电磁时间域航空电磁法法具有具有勘探深度大勘探深度大的特点，适合深层找矿。的特点，适合深层找矿。固定翼式固定翼式时间域航空电磁勘探系统时间域航空电磁勘探系统直升机式直升机式时间域航空电磁勘探系统时间域航空电磁勘探系统时间域航空电磁法工作原理时间域航空电磁法工作原理发射线圈发射线圈电流脉冲电流脉冲瞬变一次场瞬变一次场涡流涡流矿体矿体二次场二次场接收线圈接收线圈通电通电断电断电感应电压感应电压通电通电断电断电时间域航空电磁噪声分析时间域航空电磁噪声分析天电噪声：时间短，频谱宽，具有天电噪声：时间短，频谱宽，

3、具有偶然性。偶然性。线圈运动噪声：频率低，幅值线圈运动噪声：频率低，幅值大。大。其它噪声：仪器内部噪声、地质噪其它噪声：仪器内部噪声、地质噪声、人文噪声等。声、人文噪声等。各种噪声源对水平分量的影响各种噪声源对水平分量的影响一、研究背景及意义一、研究背景及意义二、研究内容及解决方案二、研究内容及解决方案1.1.时间域航空电磁原始数据时间域航空电磁原始数据天电噪声天电噪声去除去除2.2.时间域航空电磁数据时间域航空电磁数据高压线残余噪声高压线残余噪声去除去除3.3.时间域航空电磁时间域航空电磁测线剖面数据噪声测线剖面数据噪声压制压制1天电噪声去除天电噪声去除-天电噪声时频特性天电噪声时频特性10

4、050100150200250300350400450500- 0. 03- 0. 02- 0. 0100. 010. 020. 030. 040. 05采样点电压(V) 含天电数据2m s窗宽的中值滤波结果050100150200250300350400450500- 0. 04- 0. 0200. 020. 04采样点电压(V) 天电数据减去滤波结果的噪声噪声的均值加减正负3倍的标准差通过对航空电磁探测的原始数据与大窗宽滤波数据之差的标准差设定阈值通过对航空电磁探测的原始数据与大窗宽滤波数据之差的标准差设定阈值，进行，进行天天电噪声的识别。电噪声的识别。1天电噪声去除天电噪声去除-天电噪声

5、识别天电噪声识别11低频段天电噪声采用识别后剪裁去除，并剪裁掉连续的第二个半周期信号；低频段天电噪声采用识别后剪裁去除，并剪裁掉连续的第二个半周期信号；高高频段天电噪声采用测线、测点的双向频段天电噪声采用测线、测点的双向alpha-trimalpha-trim均值滤波。均值滤波。22.012.022.032.042.052.062.072.082.092.1x 104-0.0500.050.10.15测 点电压(V) 取出窗数据排序trimmean1天电噪声去除天电噪声去除-去除方法去除方法0100200300400500600-2024x 10-3survey point电压(V)01002

6、00300400500600-2024x 10-3survey point电压(V)0100200300400500600-2024x 10-3survey point电压(V)高压线残余噪声：高压线残余噪声：幅值大，幅值大，频率高，几乎淹没衰减曲频率高，几乎淹没衰减曲线。线。经叠加，减背景后，经叠加，减背景后，不含高压线不含高压线残余噪声的衰减曲线残余噪声的衰减曲线经叠加，减背景后，经叠加，减背景后， 含高压线含高压线残余噪声的衰减曲线残余噪声的衰减曲线2高压线残余噪声去除高压线残余噪声去除-时域特性时域特性数据数据u及其及其EMD分解结果分解结果(a)原始数据与前四个分量，原始数据与前四个

7、分量，(b)后五个分量。后五个分量。c1-c8为为IMF，c9为趋势项，即余项。为趋势项，即余项。u=c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8+c9 高频前高频前 低频后低频后取取前几个分量前几个分量重构信号，为重构信号，为高通高通取取中间的分量中间的分量重构信号，为重构信号，为带通带通取取后几个分量后几个分量重构信号，为重构信号，为低通低通高压线噪声去除高压线噪声去除2高压线残余噪声去除高压线残余噪声去除-EMD去噪去噪0500100015002000250030003500-500050010001500survey pointdB/dt (nT/s)滤 波 后 profile 05

8、00100015002000250030003500-100-50050100survey pointdB/dt (nT/s)滤 波 后 profile 经过前期处理得到的测线剖面经过前期处理得到的测线剖面沿着测线剖面，沿着测线剖面，仍存在残余噪仍存在残余噪声声，由其影响由其影响晚期晚期道道的数据质量的数据质量后四道数据：后四道数据：40nT/s的噪声的噪声3测线剖面噪声压制测线剖面噪声压制-测线剖面噪声测线剖面噪声沿测线剖面含有噪声沿测线剖面含有噪声使用小窗宽平滑滤波，维持使用小窗宽平滑滤波，维持导常幅值，不能有效的去除导常幅值，不能有效的去除噪声。噪声。使用较大窗宽平滑滤波，有使用较大窗宽

9、平滑滤波，有效的去除噪声，但是过度平效的去除噪声，但是过度平滑了异常。滑了异常。自适应平滑滤波算法：自适应平滑滤波算法：1.利用大窗宽平滑数据利用大窗宽平滑数据2.求取平滑后数据各点求取平滑后数据各点二阶差分二阶差分3.利用较小窗宽对差分利用较小窗宽对差分大的数据点滤波，利用大的数据点滤波，利用较大窗宽对差分小的数较大窗宽对差分小的数据点滤波据点滤波二阶差分大二阶差分大二阶差分小二阶差分小3测线剖面噪声压制测线剖面噪声压制-自适应平滑滤波自适应平滑滤波主成分分析的去噪方法，将数据转化到主成分域，采用低阶主成分重构，去除高阶主成分中的主成分分析的去噪方法，将数据转化到主成分域，采用低阶主成分重构

10、，去除高阶主成分中的不相关噪声。不相关噪声。100300500700900 1100 1300 1500 170005001000survey pointdB/dt/(nT/s) 100300500700900 1100 1300 1500 1700-50005001000survey pointdB/dt/(nT/s) (a)去噪前去噪前去噪后去噪后3测线剖面噪声压制测线剖面噪声压制-主成分去除不相关噪声主成分去除不相关噪声一、研究背景及意义一、研究背景及意义三、已取得成果三、已取得成果研究内容完成情况研究内容完成情况完成天电噪声去除软件模完成天电噪声去除软件模块块完成主成分去噪软件模块完成

11、主成分去噪软件模块发表论文及专利发表论文及专利11朱凯光朱凯光, ,王凌群王凌群, ,谢宾谢宾, ,王琦王琦, ,程宇奇程宇奇, ,林君林君. . 基于主成分分析的航空电磁数据噪声去基于主成分分析的航空电磁数据噪声去除方法除方法J. J. 中国有色金属学报中国有色金属学报,2013,09:2430-2435.EI,2013,09:2430-2435.EI检索检索22朱凯光朱凯光, ,王凌群王凌群, ,李冰冰李冰冰, ,谢谢 宾宾, ,王王 琦琦, ,程宇奇程宇奇, ,林君林君. .固定翼电磁数据双分量联合电固定翼电磁数据双分量联合电导率深度成像导率深度成像J.J.地球物理学报地球物理学报.SC

12、I.SCI检索检索33王凌群王凌群, ,李冰冰李冰冰, ,林君林君, ,谢谢 宾宾, ,王王 琦琦, ,程宇奇程宇奇, ,朱凯光朱凯光. .航空电磁数据主成分滤波重构航空电磁数据主成分滤波重构的噪声去除方法的噪声去除方法J.J.地球物理学报地球物理学报.SCI.SCI检索检索44王琦王琦, ,朱凯光朱凯光, ,林君林君, ,于生宝于生宝, ,李冰冰李冰冰, ,程宇琦程宇琦, ,谢宾谢宾, ,王凌群王凌群. .固定翼航空电磁系统接收固定翼航空电磁系统接收吊舱摆动角度的校正方法吊舱摆动角度的校正方法P.P.公开号公开号 103675927103675927A.发明专利发明专利. .55李冰冰李冰冰, ,朱凯光朱凯光, ,王琦王琦, ,程宇琦程宇琦, ,谢斌谢斌, ,王凌群王凌群. .固定翼航空电磁数据双分量查表法联合固定翼航空电磁数据双分量查表法联合电导率深度成像方法电导率深度成像方法P.P.发明专利发明专利. .四、下一步工作计划及时间安排四、下一步工作计划及时间安排工作计划及时间安排：工作计划及时间安排：1.研究EMD算法，学习关于EMD算法的主要性质，主要问题，应用范围等基本理论（6月）。2.