一种位场构造格架自动提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种重力位场和磁位场构造格架自动提取方法，是一项基于重力和磁 异常数据进行地质构造探测的技术。更具体地，本发明涉及小波分析、图像处理、地球物理、 地质学、矿产勘查等领域，根据本发明的方法能直接应用于矿产勘探和相关地质调查领域 等。
【背景技术】
[0002] 随着航空物探技术的发展，重力和磁法（下文中也简称为重磁）测量方法具有经 济、快速、可以覆盖很多难以到达的景观地区等优点，具有广阔的应用前景。目前在矿产勘 查领域，重力和磁法勘探方法通常被应用于具有强磁性或高密度的矿化体的直接探测，以 及具有强异常的地质构造解释和反演。大部分有色金属和稀有金属矿床不能直接形成明显 重力和磁异常，但是控制矿床形成的地质构造可以产生异常差异。所以，基于重力位场数据 和磁位场数据进行控制矿床形成的地质构造探测，在金属矿床靶区定位中具有重要意义。
[0003] 目前重磁位场构造信息自动识别和提取方法主要包括解析信号法、欧拉反褶积 法、位场多尺度边缘检测方法等，其共同存在的问题是对方向性的信息不敏感，不能得到完 整、准确的异常边界位置。在本发明申请人的发明名称为"位场多方向多尺度边缘检测方 法"，申请号为200810006676. 6的专利申请中，公开了一种位场多方向多尺度边缘检测方 法，通过方向小波变换增强了方向性信息，获得了不同方向的异常源边界信息，实现了构造 格架的自动提取，克服了解析信号法、欧拉反褶积法、位场多尺度边缘检测方法等对方向性 信息不敏感的问题，是一项基于位场数据进行浅部地壳三维结构快速反演的技术方案。但 该方法仍存在以下问题：（1)计算得到的边缘不是单像素点宽度，边缘及不同方向边缘交 点所对应的实际地理范围较大，导致分析结果精确度不高；（2)需要基于不同尺度边缘进 行人工矢量化，取边缘中心连线作为异常边界，从而生成浅部地壳三维结构图，导致工作效 率低；（3)该浅部地壳三维结构图只能显示不同深度的构造信息，不能反映构造带及两侧 岩性变化，不能指示构造的变形和活动强度；(4)对尺度没有明确定义，也就是没有对尺度 这一特征赋予具体的地球物理属性。
[0004] 因此，需要提供一种能够基于已采集的位场数据高精度地提取位场构造格架的方 法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种重磁位场构造格架自动提 取方法，能够快速得到控制矿床形成的地质构造信息，从而实现金属矿床祀区定位。
[0006] 为实现这样的目的，本发明对测量得到的重力位场数据和磁位场数据采用多方向 多尺度边缘检测方法提取重力构造格架和磁构造格架，采用形态学骨骼算法将得到的每一 尺度构造格架细化处理成单像素宽度，将不同尺度的构造格架用不同颜色渐变叠加显示突 出不同深度构造信息，生成综合构造格架图；将基于不同尺度构造格架各边缘点对应的梯 度的模提取的构造强度值进行不同渐变颜色的叠加显示，突出密度变化和磁性变化强度信 息，生成综合构造强度格架图。从而可以获得该研究区范围不同深度的重磁异常信息、表征 不同深度地质构造的构造格架分布信息、不同深度构造格架的密度变化和磁性变化强度信 息，实现对控制矿床形成的地质构造的识别和定性解释，根据研究分析区先验知识确定潜 在的矿床类型和控制矿床形成的构造属性，对不同类型构造格架进行筛选，从而实现金属 矿床的祀区定位。
[0007] 本发明的位场构造格架自动提取方法，包括如下的具体步骤：
[0008] 1)对从研究区域重磁测量获得的重力数据或磁法数据进行预处理
[0009] 该预处理包括对磁法数据进行化极计算得到化极磁异常或进行伪重力计算得到 伪重力异常；对重力数据进行预处理得到布格重力异常数据。
[0010] 2)对经预处理的重力位场数据或磁法位场数据进行多个尺度下位场多方向边缘 检测，包括将位场数据上延多个预定高度后得到多个尺度的重力位场数据或磁法位场数 据，并分别对所得到的每一尺度下的位场数据进行多方向边缘检测，得到各尺度下位场边 缘。
[0011] 针对上延多个预定高度后的每一尺度，选择不同的方向α进行边缘检测计算，可 突出不同方向的边缘信息。为了能够达到完整覆盖，方向α取值为其中k = 0，1，2,…，（2η-1)，η为大于或等于2的整数。针对每一方向，经预处理的重力数据或磁法 数据的二维方向小波变换的模极大值点沿梯度的垂直方向连接得到的曲线构成边缘。获取 同一尺度以不同方向计算得到的边缘，对所获取得到的边缘求并集作为该尺度的边缘，从 而可实现各尺度下位场多方向的边缘检测。
[0012] 3)采用形态学骨骼算法将计算得到的各尺度的边缘分别细化处理为单像素宽度， 得到各尺度下的构造格架。
[0013] 4)将计算得到的各尺度构造格架叠置生成综合构造格架图
[0014] 对得到的各尺度的构造格架进行叠置生成反映不同深度信息的综合构造格架图， 图上不同尺度边缘的横向偏移反应了构造格架的产状信息。
[0015] 将位场上延不同高度后提取的边缘对应于不同深度的构造，深度为向上延拓后 高度的一半（见作者为Jacob Sen，B.H.，题目为A case for upward continuation as a standard separation filter for potential-field maps，期干[(名 Geophysics，干[(号 v. 52no. 8,时间1987)，可以得到表征不同深度的构造格架图。
[0016] 5)将计算得到的边缘上的每一边缘点处的梯度的模作为构造格架中该边缘点处 强度值。赋有强度值的构造格架上边缘点强度值的高低反映了构造带及两侧岩性变化大 小，反映了构造的变形和活动强度。建立反映不同深度信息的不同尺度的强度格架图，以及 不同尺度叠加成综合构造强度格架图，揭示了区域地质构造格局。
[0017] 具体地，本发明提供一种位场构造格架自动提取方法，包括以下步骤：
[0018] 对来自待研究区域的位场数据进行预处理；
[0019] 将经预处理的位场数据向上延拓多个预定高度得到多个相应尺度的位场数据；
[0020] 分别针对每一尺度的位场数据进行多方向边缘