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基于U-Net的半航空瞬变电磁降噪方法及应用
1
作者 刘东 冯浩 +3 位作者 王用鑫 周小生 姚宇洪 孙怀凤 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期226-234,共9页
【目的和方法】半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种高效的地球物理勘技术,在矿产资源勘探、地下水及地热资源调查等方面得到了广泛的应用。然而,所采集的数据常常受到噪声干扰,对后续的数据处理和解释精度产生了显著影响。为了解决噪声残留... 【目的和方法】半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种高效的地球物理勘技术,在矿产资源勘探、地下水及地热资源调查等方面得到了广泛的应用。然而,所采集的数据常常受到噪声干扰,对后续的数据处理和解释精度产生了显著影响。为了解决噪声残留及有效信号丢失的问题,提升去噪效果,并减少主观因素的影响,将U-Net运用到处理半航空瞬变电磁数据降噪领域,提出一种基于U-Net深度学习架构的半航空瞬变电磁数据降噪方法。该方法使用U型编解码网络结构,通过端到端的训练方式,自动学习并提取数据中的噪声特征。编码结构学习并提取数据中的噪声信息特征,解码结构重组数据特征还原去噪后数据尺寸。通过在编码和解码结构的对称层上引入跳跃连接,有效融合了包含丰富空间信息的低级特征与包含语义信息的高级特征,从而实现对噪声的准确去除。【结果和结论】实际算例表明,经U-Net去噪后的数据信噪比提升约10 dB,与传统去噪方法相比,U-Net在瞬变电磁数据的噪声去除效果上具有明显优势。在广西贺州至巴马高速公路(来宾至都安段)凤凰2号隧道的实测数据降噪工作中,降噪后的多测道图和视电阻率成像结果的可解释性显著增强。证明本方法在半航空瞬变电磁数据降噪中的重要实际意义,为未来的地球物理勘探提供了有效的技术支持。 展开更多
关键词 半航空瞬变电磁法 深度学习 U-Net 降噪 复杂噪声
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地-空瞬变电磁法电阻率成像研究与应用 被引量：18
2
作者 马振军 底青云 +1 位作者 薛国强 高雅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1090-1105,共16页
地-空瞬变电磁法(Semi-airborne transient electromagnetic,SATEM)凭借适应能力强、探测深度大、实时性强等特点,适用于湖泊、沼泽、山区等地形复杂地区观测.SATEM接收数据量大、精度要求高,传统成像方法基于地面视电阻率计算未考虑飞... 地-空瞬变电磁法(Semi-airborne transient electromagnetic,SATEM)凭借适应能力强、探测深度大、实时性强等特点,适用于湖泊、沼泽、山区等地形复杂地区观测.SATEM接收数据量大、精度要求高,传统成像方法基于地面视电阻率计算未考虑飞行高度,开展SATEM的高精度快速成像研究对实际运用有重要作用.针对SATEM中电性源发射装置感应电流分布,接收装置设置于空中以及两者不在相同平面的特点,本文考虑横向、纵向感应电流差异,飞行高度对视电阻率影响等因素,提出电性源SATEM电阻率成像方法.首先,基于电性源瞬变电磁场感应电流分布特征及各分量空间分布、扩散特性分析,推导出基于均匀半空间磁场与感应电压解析解,然后定义了电性源地-空瞬变电磁法早期、晚期、全期视电阻率;最后根据对感应电流分布分析定义了横向分量和纵向分量的成像深度,并研究了成像深度受飞行高度、发射磁矩、偏移距、偏移角度的影响;对煤炭采空区的实测结果表明,利用本文提出的电阻率成像方法可以更加精确定位目标体位置. 展开更多
关键词 电性源 地-空瞬变电磁法 电阻率-深度成像 采空区探测
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基于最小二乘反演的半航空瞬变电磁纯二次场数据运动噪声去除方法 被引量：7
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作者 杨洋 张衡 +2 位作者 周长宇 陈成栋 孙怀凤 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2351-2364,共14页
半航空瞬变电磁法(Semi-Airborne Transient Electromagnetic Method,SATEM)通过在地面布置发射源,在空中接收信号,是一种新兴的地球物理勘探方法.在数据采集过程中,由于接收线圈持续运动和摆动,产生较大的运动噪声,导致采集的数据不能... 半航空瞬变电磁法(Semi-Airborne Transient Electromagnetic Method,SATEM)通过在地面布置发射源,在空中接收信号,是一种新兴的地球物理勘探方法.在数据采集过程中,由于接收线圈持续运动和摆动,产生较大的运动噪声,导致采集的数据不能直接使用.同时,瞬变电磁只在关断之后进行数据采集,获得的数据是非全时的,为数据预处理过程中的运动噪声去除带来困难.为有效去除非全时半航空瞬变电磁数据中的运动噪声,本文首先将非全时电磁数据延拓至全时长,基于傅里叶级数构造了半航空瞬变电磁晚期数据运动噪声超定线性方程组,通过最小二乘反演求解运动噪声,并将所获得运动噪声从原数据中剔除.通过对仿真数据和实测数据进行去噪,其能够有效识别并剔除数据中的运动噪声,去噪效果良好. 展开更多
关键词 半航空瞬变电磁法 运动噪声 傅里叶级数 最小二乘
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半航空瞬变电磁法正反演算法及岩溶洼地实测数据验证 被引量：2
4
作者 杜兴忠 李永铭 +3 位作者 李万荣 郭明 高嵩 李登柯 《物探化探计算技术》 CAS 2023年第4期505-513,共9页
半航空瞬变电磁法(semi-airborne transient electromagnetic,SATEM)是一种新型电磁勘探技术,相比较于传统地面瞬变电磁法,勘探工作不受地形条件制约。特别是岩溶地貌地区,由于地形条件复杂,地面勘探工作很难开展。因此这里将SATEM应用... 半航空瞬变电磁法(semi-airborne transient electromagnetic,SATEM)是一种新型电磁勘探技术,相比较于传统地面瞬变电磁法,勘探工作不受地形条件制约。特别是岩溶地貌地区,由于地形条件复杂,地面勘探工作很难开展。因此这里将SATEM应用于贵州某岩溶地貌地区的储能水电站工程探测。由于SATEM系统独特的工作方式,将会导致信号中噪声成分复杂,单点反演结果可靠性差,而过度的滤波会可能导致关键信息的丢失。据此首先根据岩溶地貌的两个经典构造模型设计了正演模拟,并在正演模拟的响应信号中加入噪声以模拟野外实测信号再反演计算,分析了使用单点正则化阻尼最小二乘反演和横向约束的阻尼最小二乘反演法刻画各模型的能力差异,理论上证明横向约束反演方法的优越性。最后将两种反演方法用于解释某储能水电站勘探的实测数据,反演结果与实际地质资料具有较好地对应,表明了SATEM用于岩溶地貌勘探的是可行的,且效果明显。 展开更多
关键词 半航空瞬变电磁法(satem) 岩溶地貌 横向约束
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