1. 1选题目的及意义S tr a ta g e mE H 4 高频大地电磁电导率成像系统( 以下简称E H - 4 )是基于大地电磁测深法( M T )的双源型( 天然场源与人工发射机场源相结合)音频大地电磁系统, 它不仅基础理论已经得到了迅速的发展, 而且该仪器在国内经过十几年的应用与发展, 其工作方法更是已经趋向成熟稳定, 并且得到了越来越广泛的应用【2J。 但是随着社会的发展, 自然因素、 人为活动所形成的各种噪声日益混杂、 日趋严重, 而且天然交变电磁场的信号本身具有信号弱、 某些频段先天不足以及容易受到各种噪声干扰等特点, 导致了E H 4在实际应用中容易受到工频干扰、 风吹干扰以及局部不均匀体引起的静态效应等的影响, 使得数据处理解释的复杂程度及误差增大, 往往不能满足资料解释的精度需求, 这些问题都亟待得到解决13J。天然交变电磁场是一种典型的非平稳、 非高斯信号, E H 4 系统正是以这一种区域性交变电磁场为场源的电磁勘探方法[ 4 1。 本篇文章是在小波分析理论的基础上利用小波变换这个有力的时频分析工具对E H - 4 时间序列信号进行时频分析、 信息提取以及消除干扰等处理工作, 希望能够充分地分析、 利用、 处理E H - 4 时间序列信号, 为之后的进一步数据处理工作奠定良好的基础。 要想得到准确的反演结果, 参与计算的数据质量的好坏起着决定性的作用, 在不能确定所采集到的数据是否准确、 可靠之前去追求定量反演的精确度是得不到理想效果的, 甚至会得到错误的结果从而导致错误的推断解释【5】 。以传统傅里叶变换为基础的时频分析方法并不能够适应于大地电磁场的信号特征, 但是小波分析则能够对非平稳信号进行有效的分析。 我们可以利用小波分析对E H 4 信号进行分析处理, 从小波变换分析过程以及处理结果中提取出更多的有效信号成分, 而这些信息往往是实测信号中没有直接表现出来的( 隐含的)或者是由于受到干扰噪声而被掩盖的, 从分析处理过程中能够更好地认识E H - 4 时间序列信号, 对其进行变换处理后能够消除信号中的干扰成分, 保留、 突出更多的有效信号成分。 桂林理工大学硕士学位论文1. 2高频大地电磁法( E H - 4 )的发展与研究现状大地电磁测深法是20 世纪50 年代初由苏联人A . H . 吉洪诺夫( A . H . T ik h o n o v )和法国人L . 卡尼尔( L . C a g n ird )分别提出的天然电磁场方法, 它是一种以呈区域性分布的天然交变电磁场为场源的电磁法勘探方法, 具有很宽的频率范围, 穿透深度可达几十米乃至上千米[ 61。19 9 6年, 由美国以制造高分别率地震仪著名的G eo m etric与以研制大地电磁仪器而闻名的E M I公司联合研制出E H 4 电导率成像系统, 该系统遵循了大地电磁测深法的基本理论, 属于部分人工源与天然场源想结合的一种大地电磁测深系统, 同时支持音频大地电磁测深( A u d io . f i'eq u en cy M a g n eto tellu r ics, A M T )和可控源音频大地电磁测深( C o n tr o lledS o u r c eA u d io . 丘eq u en cyM a g n eto tellu rics, C S A M T )【7 J。 E H 4 电导率成像系统的出现弥补了10 0 0 米范围深度电法有效勘探方法的空缺, 很快就成为解决这一深度范围内的各种地质问题的有效方法。 随之而来的便是该方法应用过程中信号受到干扰的问题, 国内一些学者对这方面进行了研究, 陈庆凯和席振铢对E H 4 电磁成像系统的数据处理过程进行了研究IsJ; 化希瑞、 汤井田等人利用自发研制的数据处理系统对E H 4数据进行二次处理取得了较好效果【9 J; 陈锁成、 罗维斌利用H H T 变换对E H - 4 测深数据进行了时频分析【10】 ; 化希瑞利用希尔伯特一黄( H H T )变换对高频大地电磁数据进行处理也同样取得了较好的效果111】 。 经历了十几年的应用和发展, E H _ 4 在中国己成为一种稳定成熟的电磁测深方法, 在中国已经得到了广泛的应用, 为中国地下水的调查、 环境的地下特征调查、 矿产资源与地热勘探以及工程研究都做出了不少的贡献。