一种小回线瞬变电磁成像方法、系统、设备及介质

本发明涉及电磁探测，特别是涉及一种小回线瞬变电磁成像方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、在隧道（巷道）超前预报、航空瞬变电磁测量、水上瞬变电磁测量、未爆弹检测等应用场景中，由于施工空间或探测目标体的限制，常常使用小回线装置开展瞬变电磁测量。一般采用尺寸在亚米级至十米级的小回线发射源，在探测区域建立稳恒磁场，然后瞬间关断场源，根据电磁感应定律，地下介质中将感生出随时间变化的二次场。观测并分析感生的瞬变电磁二次场，推断地下目标体和电性分布。相比大尺寸回线源瞬变电磁而言，小回线瞬变电磁方法具有体积效应更小、工作效率更高、适应能力更强等优势。

2、小回线瞬变电磁法的发射回线和接收线圈空间距离近，且往往需要通过增加回线的匝数的办法来增大发射磁偶极矩，进而增大探测深度及提高抗干扰能力，因此线圈自感和互感影响更为突出。目前，在获取瞬变电磁响应后，一般通过反演或视电阻率定义等方式对瞬变电磁响应数据进行转换，实现大地电性结构的成像。而回线自感和互感影响往往会造成瞬变电磁法测量信号的严重失真，导致远远偏离正常值的错误解释。针对此问题，当前主要的处理方法包括两类。第一类是对瞬变电磁数据或成像结果通过线性系数进行校正，使之与正常值接近。这类方法并不能解决自感和互感对瞬变电磁响应的畸变效应，仅仅是从表面上让数据看起来正常，实质上仅仅是畸变数据的一个等比例投影，仍然属于错误解释的范畴。第二类方法则直接对瞬变电磁数据进行校正，以工作区背景响应为基础，通过减的方式消除电感影响后，再对数据进行非线性校正，最后将符合工作区认识的校正曲线按照正常数据处理流程进行解译。这种方法的缺点是，电感影响往往远大于二次场，电感效应的计算精度严重影响校正结果，而非线性校正的效果在很大程度上依赖于经验，数据变动大，解译结果主观性强。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种小回线瞬变电磁成像方法、系统、设备及介质，提高了成像的准确性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种小回线瞬变电磁成像方法，包括：

4、采用小回线装置分别采集目标区域上多个测点的瞬变电磁响应数据向量；

5、根据各测点的瞬变电磁响应数据向量计算所述目标区域的瞬变电磁响应均值向量；

6、基于所述瞬变电磁响应均值向量，对各测点的瞬变电磁响应数据向量进行异常值处理；

7、根据异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量进行成像。

8、可选地，基于所述瞬变电磁响应均值向量，对各测点的瞬变电磁响应数据向量进行异常值处理，具体包括：

9、根据所述瞬变电磁响应均值向量，计算各测点的瞬变电磁响应数据向量的均方误差；

10、根据所述瞬变电磁响应均值向量和各测点的瞬变电磁响应数据向量的均方误差，对每个测点的各时间道上数据进行异常值处理：若第i个测点的瞬变电磁响应数据向量中第k时间道上数据与所述瞬变电磁响应均值向量中第k时间道上数据的差值大于3倍的所述均方误差中第k时间道上数据，则将第i个测点的瞬变电磁响应数据向量中第k时间道上数据取值为，第i个测点的瞬变电磁响应数据向量中第k-1时间道上数据与第i个测点的瞬变电磁响应数据向量中第k+1时间道上数据的平均值，k为大于1的正整数。

11、可选地，根据异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量进行成像，具体包括：

12、根据所述瞬变电磁响应均值向量计算异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量的各时间道的拟电阻率和拟深度；

13、根据各测点各时间道的拟电阻率和拟深度，得到拟电阻率-拟深度剖面图。

14、可选地，所述拟电阻率表示为：

15、；

16、其中，表示第i个测点第k时间道的拟电阻率，表示成像基数值，示所述瞬变电磁响应均值向量的中第k时间道上数据，表示第i个测点的瞬变电磁响应数据向量中第k时间道上数据。

17、可选地，所述拟深度表示为：

18、；

19、其中，表示第i个测点第k时间道的拟深度，表示磁导率，t(k)表示第k时间道对应的时间。

20、可选地，所述瞬变电磁响应均值向量表示为：

21、；

22、其中，表示所述瞬变电磁响应均值向量，表示第i个测点的瞬变电磁响应数据向量，n表示测点数量。

23、本发明公开了一种小回线瞬变电磁成像系统，包括：

24、瞬变电磁响应数据采集模块，用于采用小回线装置分别采集目标区域上多个测点的瞬变电磁响应数据向量；

25、瞬变电磁响应均值向量计算模块，用于根据各测点的瞬变电磁响应数据向量计算所述目标区域的瞬变电磁响应均值向量；

26、异常值处理模块，用于基于所述瞬变电磁响应均值向量，对各测点的瞬变电磁响应数据向量进行异常值处理；

27、成像模块，用于根据异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量进行成像。

28、本发明公开了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的小回线瞬变电磁成像方法。

29、本发明公开了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行上述的小回线瞬变电磁成像方法。

30、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

31、本发明基于瞬变电磁响应均值向量，对各测点的瞬变电磁响应数据向量进行异常值处理；根据异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量进行成像，有效解决了小回线瞬变电磁的自感和互感效应对瞬变电磁数据的畸变问题，实现了小回线瞬变电磁数据的快速、准确成像。

技术特征：

1.一种小回线瞬变电磁成像方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的小回线瞬变电磁成像方法，其特征在于，基于所述瞬变电磁响应均值向量，对各测点的瞬变电磁响应数据向量进行异常值处理，具体包括：

3.根据权利要求1所述的小回线瞬变电磁成像方法，其特征在于，根据异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量进行成像，具体包括：

4.根据权利要求3所述的小回线瞬变电磁成像方法，其特征在于，所述拟电阻率表示为：

5.根据权利要求4所述的小回线瞬变电磁成像方法，其特征在于，所述拟深度表示为：

6.根据权利要求1所述的小回线瞬变电磁成像方法，其特征在于，所述瞬变电磁响应均值向量表示为：

7.一种小回线瞬变电磁成像系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1至6中任一项所述的小回线瞬变电磁成像方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的小回线瞬变电磁成像方法。

技术总结
本发明公开一种小回线瞬变电磁成像方法、系统、设备及介质，涉及电磁探测技术领域，该方法包括：采用小回线装置分别采集目标区域上多个测点的瞬变电磁响应数据向量；根据各测点的瞬变电磁响应数据向量计算所述目标区域的瞬变电磁响应均值向量；基于所述瞬变电磁响应均值向量，对各测点的瞬变电磁响应数据向量进行异常值处理；根据异常值处理后各测点的瞬变电磁响应数据向量进行成像。本发明提高了成像的稳定性和客观性。

技术研发人员：智庆全,武军杰,王兴春,邓晓红,杨毅,张杰
受保护的技术使用者：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4