基于2d離散小波多尺度分解構建3d位場的方法

基于2d離散小波多尺度分解構建3d位場的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于位場數據處理技術領域，特別涉及一種基于2D離散小波多尺度分解構 建3D位場的方法。
【背景技術】
[0002] 位場包括重力場、磁場和電場，位場的異常是來自不同深度、不同尺度場源體綜合 響應及共同疊加的結果。受位場勘探方法理論自身的限制，野外位場數據采集難以獲得深 度(維)信息，致使位場異常的地質解釋不夠直觀，從而增大了位場資料地質解釋工作的難 度，并降低了地質解釋的準確性。

【發明內容】

[0003] 為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提出了一種基于2D離散小波多 尺度分解構建3D位場的方法，該方法獲得的3D位場具有異常信息展示直觀，易于信息提取 和地質解釋等優點。
[0004] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:基于2D離散小波多尺度分解構建 3D位場的方法，包括如下步驟：
[0005] 第一步，將含有Μ條測線，線距為Ay，每條測線N個采樣點，點距為Λχ的二維位場 數據讀取到二維數組fMN中；
[0006] 第二步，對二維數據fW進行二維離散小波多尺度分解，二維離散小波多尺度分解 正變換為：
[0007]
[0008] 式中，Φ稱為母小波;礦為Φ的共輒函數;a表示伸縮系數;bx表示沿X方向的平移系 數;by表示沿y方向的平移系數;且δ= ^，& =為.=知#〇，并令ao= 2，bo=l，j￡Z，keZ;A X為點距;η= 0，1，···，N-1，n為采樣序號；Ay為線距;m= 0，l，···，M-1，m為測線序號；
[0009] 第三步，分別提取每一尺度小波細節的高頻分量，并進行二維離散小波反變換，二 維離散小波多尺度分解反變換為：
[0010]
[0011] 式中，φ稱為母小波；jez，kez;x=n·Λχ，χ為采樣點橫坐標;Λχ為點距;n= 0， 1，…，N-1，n為采樣序號;y=m·Ay，y為采樣點縱坐標;Ay為線距;m= 0,1，…，M-1，m為測 線序號；
[0012] 第四步，將尺度維等效為擬深度維，并按由小尺度到大尺度的順序組建二維多尺 度高頻分量位場數據，形成三維位場數據體Fmn;
[0013] 第五步，對三維數據體FMN進行三維網格化及插值處理，然后將其繪制成三維位場 立體圖，便實現了三維位場構建，隨后可借助三維可視化技術提取三維位場的異常信息進 行地質解釋。
[0014] 本發明的有益效果是：
[0015] 本方法基于淺層場源體產生的位場異常頻率相對較高，而深層場源體產生的位場 異常頻率相對較低，并且隨深度增加，位場異常的頻率在逐漸降低為假設前提，通過二維離 散小波變換技術對二維測網的位場數據進行處理，將來自不同深度、不同場源的位場異常 進行多尺度分解，然后把尺度維等效為擬深度維，并按由小尺度到大尺度的順序將二維位 場進行組合，從而將二維（2D)位場平面數據拓展構建出三維(3D)位場立體數據，隨后借助 三維可視化技術提取三維位場的異常信息可直接用于地質解釋;該方法獲得的三維位場具 有異常信息展示直觀，易于信息提取和地質解釋等優點。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明實測二維(2D)布格重力異常平面圖。
[0017] 圖2為本發明實施例二維離散小波16尺度分解并重構每一尺度高頻分量獲得的二 維布格重力異常平面按小尺度到大尺度的順序排列圖。
[0018] 圖3為本發明構建的三維布格重力異常立體圖。
[0019]圖4為本發明三維布格重力異常三維切片圖。
[0020] 圖5為本發明提取的三維布格重力異常體(Ag〈_10mGal和Ag>5mGal)。
[0021 ]具體實施方法
[0022]下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明。
[0023]參見圖1、2、3、4、5，基于2D離散小波多尺度分解構建3D位場的方法，包括如下步 驟：
[0024]第一步，將含有Μ條測線，線距為Ay，每條測線N個采樣點，點距為Λχ的二維位場 數據讀取到二維數組fMN中，參見圖1 ;
[0025] 第二步，對二維數據fW進行二維離散小波多尺度分解，二維離散小波多尺度分解 正變換為：
[0026]
|^| ??=0 m=0 認 "
[0027] 式中，Φ稱為母小波;礦為Φ的共輒函數;a表示伸縮系數;bx表示沿X方向的平移系 數;by表不沿y方向的平移系數;且〇 丨丨，=々<7;(7'>丨)，并令&() = 2，13()=1，_]_￡2，1<：￡2;八 X為點距;η= 0，1，···，Ν-1，η為采樣序號；Ay為線距;m= 0，l，···，M-1，m為測線序號；
[0028] 第三步，分別提取每一尺度小波細節的高頻分量，并進行二維離散小波反變換，二 維離散小波多尺度分解反變換為：
[0029]
[0030] 式中，Φ稱為母小波；jEZ，keZ;x=n·Λχ，χ為采樣點橫坐標;Λχ為點距;n= 0， 1，…，N-1，n為采樣序號;y=m·Ay，y為采樣點縱坐標;Ay為線距;m= 0,1，…，M-1，m為測 線序號；
[0031]第四步，將尺度維等效為擬深度維，并按由小尺度到大尺度的順序組建二維多尺 度高頻分量位場數據，形成三維位場數據體Fmn，參見圖2;
[0032]第五步，對三維數據體Fmn進行三維網格化及插值處理，然后將其繪制成三維位場 立體圖，便實現了三維位場構建，隨后可借助三維可視化技術提取三維位場的異常信息進 行地質解釋，參見圖3、4、5。
[0033] 實施實例
[0034]將含有141條測線，每條測線201個采樣點，線距和點距均為5km的二維布格重力異 常數據為例說明實施步驟：
[0035]第一步，將含有141條測線，每條測線201個采樣點，線距Ay和點距Λχ均為5km的 二維布格重力異常數據讀取到二維數組fMN中，參見圖1 ;
[0036]第二步，對二維數據fMN進行二維離散小波16尺度分解，二維離散小波16尺度分解 正變換為：
[0037]
[0038] 式中，Φ稱為母小波;礦為Φ的共輒函數;a表示伸縮系數;bx表示沿X方向的平移系 數;by表示沿y方向的平移系數;且β= :<，也=:為,并令a〇 = 2，b()=l，j=0，l，…， 15，keZ;Ax= 5km，Ax為點距;η= 0，1，··_，200，n為采樣序號；Ay= 5km，Ay為線距;m=0， 1，…，140，m為測線序號；
[0039]第三步，分別提取每一尺度小波細節的高頻分量，并進行二維離散小波反變換，二 維離散小波16尺度分解反變換為：
[0040]
[0041 ] 式中，1]5稱為母小波；」=〇，1，".，15，1^￡20 = 11.八1，1為采樣點橫坐標；八1 = 5km，Ax為點距;η= 0，1，…，200，n為采樣序號;y=m·Ay，