基于曲波变换的航空瞬变电磁去噪

噪声干扰严重影响着航空瞬变电磁的数据处理和成像解释,如何有效去噪成为航空瞬变电磁研究的重要内容。根据航空瞬变电磁噪声特点,结合曲波变换多尺度性,采用第二代快速离散曲波变换(FDCT),对航空瞬变电磁实测数据进行重构和去噪。首先建立带有异常体的三维理论模型,采用直接时间域瞬变电磁三维模拟程序进行正演;然后对理论电磁响应数据添加3种不同噪声(随机噪声、方波噪声、工业噪声),通过曲波变换和重构,生成不同尺度的图像,低尺度反映大的背景场,高尺度反映局部细节或者高频噪声。通过信噪比和相对误差等参数,对重构后的数据进行去噪效果评估。最后将该方法应用到航空瞬变电磁实测数据中,并与其他3种传统去噪方法(中值滤波、奇异值分解、小波变换)进行对比。结果表明:对于含有随机噪声和工业噪声的原始数据,去噪后的相对误差在2.6%以下;对于含有方波噪声的原始数据,去噪后的相对误差在6.5%以下,信噪比也高于传统去噪方法,证明第二代曲波变换可应用于航空瞬变电磁的数据去噪处理。

地下管道渗漏的瞬变电磁三维数值模拟及应用

道路塌陷事故是城市化发展中亟待解决的关键安全问题,而地下管道渗漏是诱发路面塌陷的主要原因之一.为了研究地下管道渗漏所引起的瞬变电磁响应变化规律,本文通过建立埋深、管径以及长度不同的管道模型,设置多角度的测线布置方式,模拟地下管道漏水产生空洞而引发地面塌陷的过程;通过数值模拟得到:(1)在一定管道管径、长度、埋深下,其视电阻率异常形态为以管道位置为中心点对称的“八”字形低阻;(2)测线与管道之间夹角的改变会影响视电阻率异常形态;(3)视电阻率异常形态不会随着测线与管道中心点距离改变而改变;(4)地下管道渗水引起的空洞异常仍然包含了管道异常.对某区域实测数据进行分析,发现管道视电阻率形态呈现对称低阻圈闭,符合数值模拟结论.由此在测线剖面图上更精确的找到管道位置及划分出漏水区域,同时证明了瞬变电磁在地下管道渗漏空洞探测中具有较好的效果;该工作为地下管道渗漏引起的路面塌陷探测提供了理论依据,为实际应用做出了理论指导.