一种低纬度磁异常的化极方法技术

本发明专利技术公开了一种低纬度磁异常的化极方法，包括以下步骤：S1：构建样本数据集的模型空间，所述模型空间由地下半空间和多个长方体单元组成，且多个所述长方体单元以组合的形式设置在所述地下半空间的非边缘区域；S2：进行遍历取样及数据扩增，获得样本数据等效磁异常体；S3：采用频率域压制方法获取稳定初始模型；S4：将所述稳定初始模型与任意磁化方向磁异常共同作为FCN网络结构的输入，垂直磁化方向磁异常作为标签，训练FCN化极网络结构；S5：将实测数据与所述稳定初始模型共同作为训练好的FCN化极网络结构的输入，获得化极预测结果。本发明专利技术能够获得更精确的化极结果，对地质解释提供技术支持。供技术支持。供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种低纬度磁异常的化极方法


[0001]本专利技术涉及磁法勘探
，特别涉及一种低纬度磁异常的化极方法。

技术介绍

[0002]磁异常化极是磁测数据处理与解译的重要基础工作，其过程是将任意磁化倾角的磁异常换算成垂直磁化方向的磁异常，其目的是将磁异常的峰值换算到异常体的正上方，使其形态简单化。化极可增强磁异常与场源分布的对应关系，有利于地质解译，甚至可以直接利用化极磁异常识别构造界限、圈定岩体范围、划分沉积盆地规模等。由于频率域化极原理清晰、易于实现、计算效率高，并且在很多情况下取得了较好的应用效果，使得此类方法成为化极常用方法。但在低纬度及赤道地区，频率域化极因子具有明显的放大作用，化极计算不稳定。
[0003]现有技术公开了一种纬度磁异常化极方法
‑
压制因子法，其根据低纬度化极因子的平面、剖面特征，提出基于对θ0＝D0±
90
°
，θ0±
α0区域“死亡地带”的压制改造，设计一个压制因子，该因子在θ0＝D0±
90
°
附近趋于零，即压制作用最强；一定范围以外等于1，即不压制，以此避免低纬度化极磁异常的化极因子放大问题。该方法虽然在一定程度上能够缓解低纬度磁异常频域化极因子的放大作用，但在实际化极过程中仍存在着低纬度磁异常化极运算不稳定、化极精确性不够高的问题，化极结果与实际理论结果仍有一定差距。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种低纬度磁异常的化极方法，在现有压制因子化极法的基础上，利用低纬度磁异常与FCN网络结构等提高化极结果的精确性。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种低纬度磁异常的化极方法，包括以下步骤：
[0007]S1：构建样本数据集的模型空间，所述模型空间由地下半空间和多个长方体单元组成，且多个所述长方体单元以组合的形式设置在所述地下半空间的非边缘区域；
[0008]S2：对多个所述长方体单元的各种组合类型进行遍历取样，并利用已正演的样本数据进行不同磁化率大小的样本数据扩增，获得样本数据等效磁异常体；
[0009]S3：对所述样本数据等效磁异常体利用频率域压制方法获取稳定初始模型；
[0010]S4：将所述稳定初始模型与任意磁化方向磁异常共同作为FCN网络结构的输入，垂直磁化方向磁异常作为标签，训练FCN化极网络结构；
[0011]S5：将实测数据与所述稳定初始模型共同作为训练好的FCN化极网络结构的输入，获得化极预测结果。
[0012]作为优选，步骤S1中，多个所述长方体单元的组合形式呈长方体型、倾斜体型、“L”型、“T”型中的任意一种或多种。
[0013]作为优选，步骤S3中，在对所述样本数据等效磁异常体利用频率域压制方法获取稳定初始模型前，向所述样本数据等效磁异常体的数据集中加入噪声。
[0014]作为优选，加入噪声的具体方法为对数据集中10％的随机样本加入5％的高斯噪声。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术对地下网格模型空间进行遍历取样及数据扩增获得样本数据等效磁异常体，并对数据集中10％的随机样本对加入5％的高斯噪声，能够提高训练网络的泛化性能；利用稳定初始模型与任意磁化方向磁异常共同作为FCN网络结构的输入，垂直磁化方向磁异常作为标签训练得到的FCN化极网络结构，然后以实测数据与稳定初始模型共同作为该FCN化极网络结构的输入进行化极预测，能够解决现有技术中低纬度磁异常化极运算不稳定、化极精确性不够高的问题，使化极运算结果有效性、鲁棒性、精确性得到大幅提高。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为模型约束的磁异常FCN化极的流程图；
[0019]图2为模型地下空间磁异常体示意图；
[0020]图3为组合模型透视图及磁异常正演结果示意图；
[0021]图4为模型约束的磁异常FCN化极网络结构示意图；
[0022]图5为在不同信噪比条件下不同方法化的极结果决定系数对比示意图；
[0023]图6为不同信噪比的磁异常及其采用不同化极方法的化极结果示意图；
[0024]图7为东亚某海域的磁异常及其不同化极方法的化极结果示意图；
[0025]图8为河北某区域磁异常及其不同化极方法的化极结果示意图；
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。本专利技术公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0027]如图1所示，本专利技术提供一种低纬度磁异常的化极方法，包括以下步骤：
[0028]S1：构建样本数据集的模型空间，所述模型空间由地下半空间和多个长方体单元组成，且多个所述长方体单元以组合的形式设置在所述地下半空间的非边缘区域。
[0029]在一个具体的实施例中，构建所述样本数据集的模型空间时，将地下分为63
×
63
×
10个长方体单元，长方体大小为1m
×
1m
×
1m。坐标系采用笛卡尔坐标系，z轴向下，计算平面磁异常数据的点数为64
×
64个，采样数据点为地下半空间网格点在水平面的投影。如图2所示，将多个所述长方体单元以组合的形式设置在所述地下半空间的非边缘区域，有以下几种类型：Ⅰ型为长方体类型，Ⅱ型为倾斜体模型，Ⅲ型为“L”型，IV型为“T”型。在本实施例中，采用这些类型的组合形式能够增强模型训练结果的适普适性。
[0030]S2：对多个所述长方体单元的各种组合类型进行遍历取样，并利用已正演的样本数据进行不同磁化率大小的样本数据扩增，获得样本数据等效磁异常体。
[0031]在一个具体的实施例中，组合模型及磁异常的正演结果如图3所示，其中，图3(a)为组合模型透视结果示意图，图3(b)为磁异常示意图，图3(c)为磁异常正演结果示意图。需要说明的是，遍历取样、磁异常正演均为现有技术，具体方法在此不再赘述。
[0032]S3：对所述样本数据等效磁异常体利用频率域压制方法获取稳定初始模型。
[0033]在一个具体的实施例中，在对所述样本数据等效磁异常体利用频率域压制方法获取稳定初始模型前，向所述样本数据等效磁异常体的数据集中加入噪声。可选地，加入噪声时，对数据集中10％的随机样本加入5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低纬度磁异常的化极方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建样本数据集的模型空间，所述模型空间由地下半空间和多个长方体单元组成，且多个所述长方体单元以组合的形式设置在所述地下半空间的非边缘区域；S2：对多个所述长方体单元的各种组合类型进行遍历取样，并利用已正演的样本数据进行不同磁化率大小的样本数据扩增，获得样本数据等效磁异常体；S3：对所述样本数据等效磁异常体利用频率域压制方法获取稳定初始模型；S4：将所述稳定初始模型与任意磁化方向磁异常共同作为FCN网络结构的输入，垂直磁化方向磁异常作为标签，训练FCN化极网络结构；S5：将实测数据与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京伦，张志厚，刘慰心，张天一，杨洋，谭承桉，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：