小波变换在瞬变电磁数据去噪中的应用

瞬变电磁法是当前煤矿水文电法勘探中最常用的物探方法之一。在瞬变电磁数据采集时,不可避免地受到各种噪声的干扰,传统的去噪方法已不能适应目前的勘探精度要求。应用多尺度小波变换方法对瞬变电磁信号去噪处理,可有效地区分有用信号与噪声信号,经试算得到了比较满意的去噪效果,实际应用中也表明小波变换是对瞬变电磁信号去噪的一种切实可行的方法。     

基于小波变换模极大值的去噪方法研究

小波去噪在信号处理中得到广泛应用。目前常用的方法主要有Donoho提出的阈值法和Mallat提出的模极大值法。模极大值法是一种经典的小波去噪方法,噪声的模极大值的幅度随尺度的增大而迅速减小,而正常信号随尺度的增大而增大,因此利用合适尺度的小波变换,容易把噪声从正常信号中剔除。通过试验说明这种方法对白噪声和脉冲噪声都有很好的去噪效果,并与阈值去噪比较,对于高斯白噪声,信噪比比较低的信号,模极大值去噪要优于阈值法去噪;对于脉冲噪声,脉冲噪声点数较多时,模极大值去噪要优于阈值法去噪。     

高斯过程回归在航空瞬变电磁去噪中的应用

航空瞬变电磁法具有速度快、勘探面积大、成本相对较低、能克服复杂地形条件的限制等优点,已经在很多领域得到了广泛的应用。但是由于航空瞬变电磁二次场电磁响应属于宽频带信号,容易受到多种噪声的影响,从而降低数据的质量,影响后期反演解释的精度。因此,对航空瞬变电磁数据去噪方法的研究仍然是当前研究的热点之一。采用机器学习的思想,将高斯过程回归方法应用于航空瞬变电磁数据去噪。首先,利用模拟数据进行去噪研究,通过对模拟数据添加不同程度的高斯白噪声和天电噪声,其中高斯白噪声代表航空电磁数据中的随机噪声,而天电噪声是航空电磁中主要的噪声之一,经过模拟数据去噪效果发现,高斯过程回归对于其中的天电噪声、随机噪声都有很好的滤除效果。而后再对实测数据进行研究,无论是从单测点衰减曲线来看,还是从剖面数据上分析,都可以看出去噪后曲线相对更平滑,且幅值得到了相应地压制。     

电性源短偏移距瞬变电磁法数据处理软件系统SOTEMsoft

目前,已有瞬变电磁法(TEM)数据处理软件大都仅针对回线源装置,无法处理电性源装置数据。随着电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)的广泛推广应用,亟需开发一套适合电性源短偏移距瞬变电磁法装置特点的数据处理软件。通过解决任意收发装置形式一维正演、多分量多源数据联合反演、考虑激发极化效应数据反演、拟二维横向约束反演等关键技术,研发了电性源短偏移距瞬变电磁法数据处理专用软件系统SOTEMsoft。该系统具备数据整理、图像显示、数据预处理、模型构建、正演模拟、数据反演、工程出图等功能。数值模拟和野外实测数据处理效果表明,SOTEMsoft功能完备,数据处理精度和效率较高,满足野外实际生产需求。     

基于小波变换的去噪方法

分析了信号与噪声在小波变换下的不同特点,提出了基于小波变换的去噪方法,且将该去噪算法用算子加以描述,给出了具体实例。小波变硬阈值去噪法和软阈值去噪法的性能比较及仿真实验,表明基于小波变换的去噪方法是非常有效的。     

基于K-均值聚类与小波分析的声发射信号去噪

为准确识别声发射信号模式,必须剔除声发射信号中的噪声,传统滤波去噪方法效果并不理想,小波阈值去噪方法显示了独特的优势。针对小波阈值去噪方法中阈值设置风险问题,利用K-均值聚类方法对小渡分解后的高频系数进行分类,确定去除噪声对应小波系数的阈值,然后进行小波系数重构达到去噪目的。采用硬闲值法与软阈值法对声发射信号进行小波阈值去噪,将基于K-均值聚类方法生成的闽值和改进Donoho方法生成的阈值分别作为小波去噪闽值,实验结果表明,在信噪比、均方根误差和平滑度三个指标上,本方法优于改进Donoho方法。     

基于改进小波阈值法的平移不变心电信号去噪

人体心电信号在采集过程中掺杂着各种噪声信号,而常用的小波阈值法在心电信号去噪中存在缺陷,为此在小波阈值法的基础上进行改进,得到新的阈值去噪方法,该方法能够较好保护心电信号特征,有效保持各种心电波形的幅度,并在一定程度上有效抑制脉冲噪声.此外,由于传统小波阈值法去噪都是基于离散小波变换进行的,所以在幅度较小的Q,S波处会产生Pseudo-Gibbs现象,而文中以改进的小波阈值法为基础对心电信号进行平移不变的去噪处理,有效地克服了这个问题.利用美国麻省理工学院的MIT-BIH心电数据库对以上方法进行验证,取得了良好的去噪效果.实验结果表明,所提出的算法与传统的小波阈值法比起来能够更好的保持心电信号的几何特征,且具有更高的信噪比.     

瞬变电磁法探测薄层的分辨能力与偏移距关系

薄层探测问题一直是地球物理勘探关注的重点,以往的研究大多关注的是不同地球物理方法对薄层的探测效果,却没有关注观测参数对探测结果的影响。拟选用电性源瞬变电磁法,以一维正演理论为基础,通过定义相对异常表征分辨能力,研究偏移距、观测时间与分辨能力之间的关系,从而决定如何选择合适的观测参数以实现薄层异常的快速有效勘探。结果表明:瞬变电磁法对薄层的分辨能力随着偏移距的增大先呈线性递减后逐步趋于稳定,同时所需的观测时间也逐渐增大; 分辨能力的衰减速率随着电阻率及埋藏深度的增大逐渐减弱。综上所述,采用较小的偏移距进行数据采集,不仅有利于提高勘探精度,也能相应地提升勘探效率。     

新型小波阈值函数的仿真及应用

提出了一种新型小波阈值函数.借助于典型信号和高斯白噪声叠加形成测试信号,对传统小波阈值函数、改进小波阈值函数及新型小波阈值函数的去噪效果进行对比仿真研究.结果表明,采用新型小波阈值函数所得到的去噪信号,其信噪比和均方差均最优.此外,将新型小波阈值函数用于滚动轴承的实际振动信号的去噪研究,从去噪信号的时域信号对比及信噪比来看,该函数具有较好的去噪效果,使信噪比得到了较大提高.     

一种新的非高斯分布噪声下的小波去噪方法

经典的小波阈值去噪方法在非高斯噪声下往往完全失效,对此提出了一种新的自适应小波信号去噪法.该方法利用最新发展的分位耦合理论,通过建立等价模型,在实施小波变换前将未知噪声信号转换为高斯噪声信号,然后再使用传统小波方法去噪.蒙特卡洛模拟试验结果显示,该方法在非高斯噪声下能极大提高信号去噪效果.     

基于改进的小波阀值的瞬变电磁去噪应用研究

Donoho提出的经典的小波阀值去噪虽然应用很广泛,但是也有其局限性,硬阀值函数在一些不连续点处有时会产生伪吉布斯现象,软阀值函数中的估计小波系数与原始小波系数之间存在着恒定的偏差。为了克服以上缺陷,对软硬阀值函数做了一些改进。新阀值函数不仅连续,而且高阶可导,便于进行各种数学处理。仿真实验表明这种方法解决了软硬阀值函数本身的缺陷,信噪比（SNR）和均方根误差（MSE）都好于经典的软硬阀值方法。最后根据瞬变电磁信号的特点,将改进的阀值函数应用于瞬变电磁数据的去噪,噪声被很好地过滤,取得了较理想的效果,结果表明这种方法是有效、可行的。     

电性源瞬变电磁快速反演解释方法

电性源瞬变电磁法是俄罗斯等国家油气勘探的主要手段,国内相关解释和应用技术研究较少.在现有条件下,瞬变电磁法观测的是场源变化在接收线圈里产生的感应电动势,但是利用感应电动势计算全区电阻率往往出现双解或无解现象.实际计算中将实测的感应电动势转换成磁场,利用磁场计算全区视电阻率和电阻率反演.目前瞬变电磁反演主要采用“烟圈”反演方法,“烟圈”反演方法把感应涡流场在地表引起的磁场看作为地下各个涡流层的总效应,并认为近似等效于向下传播的一个个简单的电流环,地表瞬变电磁响应可以由某时刻地下的镜像电流环作为源来进行计算.文中给出电性源瞬变电磁测深一维“烟圈”反演解释方法的基本原理、计算方法和应用实例.     

储层电各向异性模型的瞬变电磁响应

采用数字滤波算法对储层电各向异性模型的瞬变电磁响应进行数值模拟,首先在频率域计算出各向异性模型的电场响应,然后利用正弦变换将计算结果转换到时间域。通过对电偶极子源激发下的层状各向异性模型的瞬变电磁场进行计算,结果表明:对薄互层模型而言,当中间薄层为高阻时,视电阻率曲线在晚期随各向异性系数的增大而抬升,且各向异性的影响大于厚度的影响。当中间薄层为低阻时,各向异性系数对视电阻率曲线无影响。这对指导瞬变电磁对油藏勘探具有重要意义。     

斜井层状介质孔中时间域电磁张量响应特征

在石油勘探、金属矿找矿以及地下空间探测领域,孔旁远探和随钻前探是迫切性技术需求。结合三分量感应测井和瞬变电磁场理论,提出了一种孔中时间域电磁张量测井方法。基于谐变场三维感应测井9个磁场分量求解方法,采用传输线法实现并矢格林函数的快速计算,通过将谐变场的磁张量转换到时间域,获得孔中时间域电磁场张量计算公式; 然后,建立一个斜井三层介质模型,分析该模型下感应电位张量各分量的时间衰减规律,得到目标层电磁张量响应特征; 最后,在地-井瞬变电磁实测资料分析基础上,比较孔中张量测井方法的效果。结果表明:感应电位张量xz、yz、zx以及zy分量衰减曲线符合垂直磁偶源激励场特征,其他分量满足水平磁偶源激励场特征; 与z相关的分量对地层电性界面的反映最为明显,可以作为张量解释的首选分量,其他分量可以作为辅助分量; 低阻目标层在多测道曲线和感应电位张量时间剖面中得到清晰识别,为孔中张量电磁资料处理与解释提供了手段。     

基于最优小波包基的降噪方法及其应用

如何有效去除信号中的噪声是地球物理勘探领域中一个较重要的研究内容。如何去除有效数据中的噪声而保持信号的初至相位不发生畸变,常规的频率域或时间域滤波方法均不能较好的解决这个问题,而基于小波包基的信号去噪方法却是一种较好的方法。本文以小波包分析为基础,根据最小代价原理研究信号分解的最佳小波包基,对不同频率的系数采用不同的阈值进行量化,对高频信号采用Stein无偏似然估计的原则计算阈值,而在低频部分则采用以信号能为依据的浮动阈值,利用量化后的小波包系数重构得到去噪后的信号。仿真和实验结果表职,该方法去除噪声的同时并不改变原信号的相位,也不会产生波形的畸变。同时,将该方法利用到超声波数据降噪处理的工程实际中也取得了较好的效果。     

瞬变电磁法在煤矿采空区勘探中的应用

黄土高原第四季覆盖层厚,地表冲刷厉害,沟壑分布密集,给采空区勘探带来了诸多不便。瞬变电磁法的大定源回线装置具有一次布线、多点测量的优点,克服了该缺点。另外此方法还具有工作效率快、测量成果分辨率高等优点。高密度电法具有抗干扰能力强,横向、纵向分辨率高的特点,有效地印证了瞬变电磁法的结果,提高了勘探结果的可信度。     

基于小波多分辨分析的阈值去噪

简述了基于多分辨分析原理的小波阈值去噪的基本方法,并介绍了几种阈限和选取阈值的规则.利用小波阈值去噪良好的时频局部化特性滤去信号中大量的背景噪声.通过模拟实验得到了良好的效果,说明小波阈值去噪方法适合于信号去噪.     

瞬变电磁法在煤矿含水层富水性分区中的应用

煤矿采区的水文地质条件勘察对于煤矿开采意义重大,充分利用瞬变电磁法对低阻良导体反映灵敏的特点,进行含水层的富水性区域划分,配合利用水文钻探资料进行水文地质勘察,可以全面了解采区的水文地质条件。通过对该区地质与水文地质资料的收集整理,结合瞬变电磁勘探资料进行的综合研究分析,编制了瞬变电磁勘探相关的成果图和参数图,通过分析各种图件对含水层的富水性进行了分区。对比表明,应用电性资料划分含水层的富水性分区与钻探资料能够相互佐证。     

带钢表面缺陷图像的小波阈值降噪研究

以典型带钢表面缺陷图像为例,采用小波阂值降噪方法研究带钢表面缺陷图像的小波阈值降噪规律,并论述了带钢表面缺陷图像闽值的选择和小波基的选取。结果表明,图像经过小波变换后具有低熵性、多分辨率和选基灵活性等特点,使得小波闽值降噪提高了图像的信噪比、改善图像的质量,并且增强图像的清晰度。