重磁异常独立成分分析的多道信号构建方法

独立成分分析方法(ICA)通过求解观测信号中源信号统计独立性最大的最优化问题对观测信号进行分解,得到相互独立的信号分量即独立成分。这种利用统计学原理的信号分解方法在静态和时变重磁数据处理中具有广泛的应用前景,前人利用相邻剖面法构建ICA算法所需的多道输入信号并对重磁异常数据进行分解,得到了较优的位场分解结果。本文在前人的研究基础上,首先提出了利用相空间重构法与空间延拓方法构建ICA多道输入数据;其次,分别使用相邻剖面法、相空间重构法与空间延拓法对仿真的重、磁异常数据进行分解,对比分析了三种方法在异常分离中的应用效果,结果表明空间延拓法能够更加有效地对局部场与区域场进行分离;最后,将基于空间延拓的ICA方法应用于克拉玛依后山地区的重磁异常数据,结果显示ICA分解具有一定的模态混叠效应,因此在其基础上再进行匹配滤波,相比于直接的匹配滤波,联合方法计算结果的边界效应更弱,并且分离得到的局部重磁异常与地质构造之间的对应关系更加清晰。

区域航磁异常汇编数据的长波成分提取、评价与替换技术

各个国家与地区的航磁异常数据一般均采用多期磁测数据汇编而成,但是由于测量时间跨度较大、各期测量精度与校正参数不一致、以及磁力异常本身的时变性等原因,各期磁力异常数据之间具有系统差异,致使航磁异常汇编数据的长波成分可能存在不可靠性.本文基于二维修正球冠谐分析建模方法与单纯采用卫星磁测数据构建的全球岩石圈磁场模型可靠波段,提出区域航磁异常汇编数据的长波成分提取、评价与替换技术.通过仿真数据测试了本文所提方法的有效性之后,将其应用于澳大利亚第七版航磁异常网格数据,进而采用CM6模型的16~90阶球谐系数解算数据对提取的航磁异常长波成分进行了评价与替换,并通过空区补值与扩边处理,得到了澳大利亚及邻区完整的磁力异常网格数据.最后,采用替换了和未替换长波成分的航磁异常汇编数据,与CHAMP卫星磁测三分量数据联合进行修正球冠谐建模,结果显示,替换了长波成分的航磁异常汇编数据与卫星磁测数据融合效果更好,而由航磁异常汇编数据提取的长波成分与卫星磁测数据存在不相容性或非一致性.仿真测试与实际应用均表明本文所提方法具有可靠性和实用性,值得在区域航磁异常数据汇编中推广应用.