[发明专利]一种2D位场构建3D位场的方法

说明书

技术领域

本发明属于位场数据处理技术领域，特别涉及一种2D位场构建3D位场的方法。

背景技术

位场包括重力场、磁场和电场，位场的异常是来自不同深度、不同尺度场源体综合响应及共同叠加的结果，因此现实中无法实现真正意义上的三维位场勘探。由于野外勘探获得的位场数据缺乏深度(维)信息，导致位场异常的地质解释不够直观，给位场资料的信息提取及地质解释工作带来了极大的挑战，并降低了地质解释的准确性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出了一种2D位场构建3D位场的方法，该方法获得的三维位场具有异常信息展示直观，易于信息提取和地质解释等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种2D位场构建3D位场的方法，包括如下步骤：

第一步，将含有M条测线，线距为△y，每条测线N个采样点，点距为△x的二维位场数据按测线序号m依次读取到一维数组f_m中；

第二步，分别对每一条测线的一维位场数据进行一维离散小波多尺度分解，一维离散小波多尺度分解正变换为：

式中，ψ称为母小波；ψ^*为ψ的共轭函数；a表示伸缩系数，反映特定基函数的宽度(也叫做尺度)；b表示平移系数，指定沿x轴平移的位置，且并令a₀＝2，b₀＝1，j∈Z，k∈Z；△x为点距；i＝0，1，…，N-1，为采样序号；m＝0，1，…，M-1，为测线序号；

第三步，分别提取每一尺度小波细节的高频分量，并进行一维离散小波反变换，一维离散小波多尺度分解反变换为：

式中，ψ称为母小波；j∈Z，k∈Z；x＝i·△x，为数据采样点坐标；△x为点距；i＝0，1，…，N-1，为采样序号；m＝0，1，…，M-1，为测线序号；

第四步，将尺度维等效为拟深度维，并按由小尺度到大尺度的顺序组建每条测线的多尺度高频分量位场数据，形成二维位场剖面数据F_m；

第五步，按测线序号由小到大的顺序组合M条测线的二维位场剖面数据形成三维数据体T，并对三维数据体T进行三维网格化及插值处理，然后将其绘制成三维位场立体图，便实现了二维(2D)位场构建三维(3D)位场，随后可借助三维可视化技术提取三维位场的异常信息进行地质解释。

本发明的有益效果是：

本方法基于浅层场源体产生的位场异常频率相对较高，而深层场源体产生的位场异常频率相对较低，并且随深度增加，位场异常的频率在逐渐降低为假设前提，通过一维离散小波变换技术对二维测网的每一条测线分别进行处理，将来自不同深度、不同场源的位场异常进行多尺度分解，然后把尺度维等效为拟深度维，并按由小尺度到大尺度的顺序将每一条测线的位场异常进行组合，形成二维位场剖面，随后再按测线号由小到大的顺序组合所有测线的二维位场剖面，从而将二维(2D)位场平面数据拓展构建出三维(3D)位场立体数据，借助三维可视化技术提取三维位场的异常信息可直接用于地质解释；该方法获得的三维位场具有异常信息展示直观，易于地质解释的优点。

附图说明

图1为本发明实测二维(2D)布格重力异常平面图。

图2为本发明实施例一维离散小波13尺度分解并重构每一尺度高频分量获得的第1条测线二维布格重力异常剖面图，其中(a)为第1条测线的一维布格重力异常曲线，(b)为一维离散小波13尺度分解并重构高频分量获得第1条测线的二维布格重力异常剖面图。

图3为本发明实施例一维离散小波13尺度分解并重构每一尺度高频分量获得的第2条测线二维布格重力异常剖面图，其中(a)为第2条测线的一维布格重力异常曲线，(b)为一维离散小波13尺度分解并重构高频分量获得第2条测线的二维布格重力异常剖面图。

图4为本发明实施例一维离散小波13尺度分解并重构每一尺度高频分量获得的第31条测线二维布格重力异常剖面图，其中(a)为第31条测线的一维布格重力异常曲线，(b)为一维离散小波13尺度分解并重构高频分量获得第31条测线的二维布格重力异常剖面图。

图5为本发明所有测线(31条)经一维离散小波13尺度分解并重构高频分量获得31条测线的二维布格重力异常剖面按测线号由小到大的顺序排列图。

图6为本发明构建的三维布格重力异常立体图。

图7为本发明三维布格重力异常三维切片图。

图8为本发明提取的三维布格重力正值异常体(△g>3mGal)。