一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法与流程

1.本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别是涉及一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法。


背景技术：

2.瞬变电磁法是地球物理勘探领域一种重要的电磁勘探方法，通过不接地回路或接地电偶源发送脉冲电磁场，在电磁场的激励下，地下地质体将产生随时间变化的感应电磁场(通常称之为二次场)。在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次场，通过对这些相应信息的提取和分析，从而达到探测地下地质体的目的。
3.目前，瞬变电磁法提取异常目标体的办法是将测量的随时间衰减的二次场曲线经过预处理之后，对预处理数据进行反演，将反演结果成图后，利用人工经验进行提取。其缺点是电磁法反演后体积效应较大，直接在反演结果上确定目标体所在的位置，会造成圈定的目标区域范围太广。同时人工经验在异常提取中主观因素较大，无法进行比较精确的目标体表面积或体积的估算，产生的误差较大。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法，用于解决现有瞬变电磁法在提取异常目标体时圈定范围广以及误差大的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法，包括以下步骤：
6.对瞬变电磁数据进行梯度计算，得到各时间窗梯度结果；
7.利用瞬变电磁数据的各时间窗梯度结果进行光线投射算法采样，获取对应的累加梯度变化值和累加投射系数；
8.根据累加梯度变化值和累加投射系数的差异，确定出瞬变电磁数据中差异满足预设条件处的衰减时间段及对应的平面位置；
9.对所述衰减时间段及平面位置间的数据进行反演，计算出对应的反演结果；
10.基于所述反演结果进行等值提取，将所述反演结果中满足预设目标值的所有点组成一个等值面；
11.提取出的等值面，并将其作为目标体的影响范围；
12.对所述等值面进行三角化网格剖分，计算出所述等值面的表面积；
13.对所述等值面进行离散化，生成点云，以及采用切片法估算所述点云的体积，得到目标体的影响范围的体积。
14.可选地，在得到目标体的影响范围的体积后，所述方法还包括迭代执行以下步骤：
15.继续设置新目标值对反演结果中满足新目标值的点生成新等值面，对所述等值面进行三角化网格剖分，计算出等值面的表面积；以及继续对所述等值面进行离散化，生成点
云，以及采用切片法估算所述点云的体积，得到目标体的更精细影响范围的新体积。
16.可选地，利用瞬变电磁数据的各时间窗梯度结果进行光线投射算法采样，获取累加梯度变化值和累加投射系数的过程包括：
[0017][0018][0019]
式中，ci为时间窗梯度结果，ai为投射系数，为累加梯度变化值，为累加投射系数，i为正整数。
[0020]
可选地，基于所述反演结果进行等值提取，将所述反演结果中满足预设目标值的所有点组成一个等值面，有：
[0021]
f(x,y,z)＝a0 a1x a2y a3z a4xy a5yz a6xz a7xyz；
[0022]
其中，所述等值面上的点均满足s＝{(x,y,z)|f(x,y,z)＝isovalue}；a0～a7为系数；(x,y,z)为点在等值面上的坐标；
[0023]
式中，f(x,y,z)为反演结果，isovalue为预设目标值。
[0024]
可选地，对瞬变电磁数据vi＝f(ti)进行梯度计算，得到瞬变电磁数据各时间窗梯度结果ci的公式包括
[0025][0026]
可选地，在对瞬变电磁数据进行梯度计算前，还包括对瞬变电数据进行去噪。
[0027]
如上所述，本发明提供一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法及系统，具有以下有益效果：
[0028]
本发明首先对瞬变电磁数据进行梯度计算，得到各时间窗梯度结果；然后利用瞬变电磁数据的各时间窗梯度结果进行光线投射算法采样，获取对应的累加梯度变化值和累加投射系数；根据累加梯度变化值和累加投射系数的差异，确定出瞬变电磁数据中差异满足预设条件处的衰减时间段及对应的平面位置；对衰减时间段及平面位置间的数据进行反演，计算出对应的反演结果；基于反演结果进行等值提取，将反演结果中满足预设目标值的所有点组成一个等值面；提取出等值面，并将其作为目标体的影响范围；对等值面进行三角化网格剖分，计算出等值面的表面积；对等值面进行离散化，生成点云，以及采用切片法估算点云的体积，得到目标体的影响范围的体积。由此可知，本发明不仅能够自动提取瞬变电磁数据的异常体，而且本发明还能够较准确的计算目标体的表面积和体积。
附图说明
[0029]
图1为一实施例提供的一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0030]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离
本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]
请参阅图1，本发明提供一种瞬变电磁数据提取精细目标体的方法，包括：
[0033]
s1、对一个测区r的瞬变电磁原始数据进行数据去噪预处理，对去噪后的瞬变电磁数据进行梯度计算，求出各时间窗梯度结果
[0034]
s2、利用瞬变电磁数据的各时间窗梯度结果ci，进行光线投射算法采样(其中ci为时间窗梯度结果，ai为投射系数)，在此处采用正面投射方式，其计算公式为：
[0035][0036][0037]
其中，为累加梯度变化值，为累加投射系数，运用累加梯度变化值和累加投射系数差异，确定瞬变电磁数据差异明显部分所处的衰减时间段tj～tk及测点对应的平面位置pm(x,y)～pn(x,y)，其中pm(x,y)～pn(x,y)∈r；
[0038]
s3、对瞬变电磁数据所处时间段tj～tk及测点对应的平面位置pm(x,y)～pn(x,y)间的数据进行反演计算，计算得到tj～tk对应的深度zj～zk的反演结果f(x,y,z)；
[0039]
s4、针对反演结果f(x,y,z)，进行等值提取，即对给定的目标值isovalue，所有满足s＝{(x,y,z)|f(x,y,z)＝isovalue}的点组成一个等值面，即f(x,y,z)＝a0 a1x a2y a3z a4xy a5yz a6xz a7xyz；其中，a0～a7为系数；(x,y,z)为点在等值面上的坐标；
[0040]
s5、提取出等值面称其为目标体的影响范围，对该区域进行三角化网格剖分，求解该区域的表面积，对等值面离散化生成点云，采用切片法估算体积，可得到目标体的影响范围的体积；
[0041]
s6、如需获取瞬变电磁数据探测更精细目标，提取更精细的目标体内部结构，可以重复步骤s4-s5，调整给定的目标值，从而可以获取更精细的目标体。
[0042]
综上所述，本发明首先对瞬变电磁数据进行梯度计算，得到各时间窗梯度结果；然后利用瞬变电磁数据的各时间窗梯度结果进行光线投射算法采样，获取对应的累加梯度变化值和累加投射系数；根据累加梯度变化值和累加投射系数的差异，确定出瞬变电磁数据中差异满足预设条件处的衰减时间段及对应的平面位置；对衰减时间段及平面位置间的数据进行反演，计算出对应的反演结果；基于反演结果进行等值提取，将反演结果中满足预设目标值的所有点组成一个等值面；提取出等值面，并将其作为目标体的影响范围；对等值面进行三角化网格剖分，计算出等值面的表面积；对等值面进行离散化，生成点云，以及采用切片法估算点云的体积，得到目标体的影响范围的体积。由此可知，本发明不仅能够自动提取瞬变电磁数据的异常体，而且本发明还能够较准确的计算目标体的表面积和体积。
[0043]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟
悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。