电磁资料中的物理去噪法分析

辽宁省锦州市锦州中学(121000)

高 铭●



电磁资料中的物理去噪法分析

辽宁省锦州市锦州中学(121000)

高 铭●

文章围绕电磁资料中的物理去噪法，在其研究方面提出了几点建议.

电磁资料；物理；去噪法

电磁资料可以对噪声进行反射，一般解决噪声的方式主要包含了以下几个方面：其一，将之前数学平滑进行反演；其二是运用具备统计特征的反演.这两种方法的实用性均存在一定的限制，一方面是来自电磁资料内部噪声所要遵循的规律；另一方面则是解决噪声在数学方面的合理性.在实际的操作中，电磁资料中的噪声统计规律很难进行预测，运用数学原理进行去噪在物理原理中未必存在合理性.一般情况下，电磁资料中的响应函数被称为电阻率，具有准确性的电磁数据均具有以下特点：其一，物理的光滑性质；其二，物理模型和电磁资料相对应，以上特性也被叫做电磁资料的物理合理性.文章围绕电磁资料的物理去噪法，对其进行了分析.

一、物理去噪法应用操作

首先，要对包含噪声的电磁资料进行数学平滑处理，可以使用中值滤波法，这样做的主要目的是为了将其中存在的奇异飞点排除.文章主要选择抛物线平滑的方式，如果数据质量比较高便可将该步骤忽略.其次，针对包含噪声的电磁资料进行一维反演.在反演时主要选用了正演修正法，所谓正演修正法，是一种数学方式，具有一定的稳定性，适合数据观测.针对包含噪声的电磁资料实施正演修正法，可以获取物理形式的模型，在该模型中，正演的拟合值和包含噪声的数据在很大程度上实现了吻合，然而却不能对观测数据进行准确的拟合.在该步骤的实施过程中，所获取的物理模型与真实的地下模型可能会存在一定的差异性，其主要原因是各个观测数据点按照正演修正法的形式，对反演的参数进行修改，以此希望能够将包含噪声的数据进行拟合，为此，进行反演的结论极有可能与真实模型存在一定差距.但是，该模型正演拟合数值却与准确的电磁特性相符合，为此，我们可以把该模型针对的正演拟合值视为观测电磁资料已经实施去噪之后的数值，在此基础上实现物理去噪的目的.所谓物理去噪法的运行原理，主要是在其中不包含任何其他电磁资料相关的噪声假定，在噪声去噪之后仍然具有物理的合理性.最后，将上一步获取的正演拟合值运用正演修正法进行反演，以此获取真实模型的参数.在其中需要注意的是，获取正演拟合值与真实模型参数尽管采取的均为正演修正法，然而所获得的结果却不相同.由于上一步所使用正演修正法的反演主要目的是为了获取物理意义上的模型，所获取的模型不保证真实性，然而在该环节中，所使用正演修正法的反演主要是将已经进行物理去噪之后的相关数据进行拟合，以此获取物理意义上并具有真实性的模型.

二、解题实例

为了对文章中提到的物理去噪法进行验证，我们可以运用反演的解题实例对其进行验证，为此，我们设置了5层的地电模型，该模型的电性以及几何参数分别为ρ1=260Ωm；ρ2=26Ωm；ρ3=120Ωm；ρ4=12Ωm；ρ5=27Ωm；h1=620m；h2=1500m；h3=4200m；h4=4200m.

视电阻率曲线、给定模型电阻率可以通过模型体现，以此获得反演拟合的结论，并体现了正演修正法进行反演之后的结论，在运用正演修正法进行反演时，当迭代值K=1000，这时的拟合差值是2.5%.

在对该模型进行求解时可以对本题中的所给模型进行观察，通过详细的观察从中可以了解到，由于理论视电阻率曲线和正演拟合曲线已经实现了重合，为此该模型经过反演得出的结论和原始模型之间仍然存在差异性，造成这种差异性的原因便是通过视电阻率曲线的等值性导致.针对该模型的实测资料来说，可以了解到该模型中务必会存在一定的噪声干扰，对该模型进行数据观测，需要将单频率点之间的误差控制在10%左右.

在模型中可以对包含噪声视电阻率曲线进行去噪处理之后的成果进行分析，并且通过分析可以得知，物理去噪的相关数据和计算所使用的数据以及包含噪声的数据三者之间关于拟合的误差数值较小，并且存在的误差均处于相同的程度，该物理理论同样符合数学理论.

对数据进行物理去噪之后，使用正演修正法反演之后的曲线，该曲线的拟合值和经物理去噪之后所获得的数值之间的误差是3.6%，和基础理论数据之间的拟合误差是8.7%.由此可见，模型经反演之后获得的数据和理论数据的拟合误差小于理论数据与包含噪声的数据误差.

完成以上步骤便可获得对物理去噪后数据最终反演结果，因为这时反演的算法最终希望获得物理去噪之后的具体数据，为此，反演得到的结果并无出现剧烈跳变的现象，和真实模型差别较小，反演的误差比较小.结论：

(一)文章中所述物理去噪法为去噪之后数据的物理性质为基准，同时符合数学性能与物理性能.

(二)基于电磁资料的物理去噪法在数据的误差方面不存在假定的现象，为此，此方法可以用于对数据误差无先验知识的电磁资料去噪.

(三)在物理去噪法的基础上进行反演，除了保证数据的精确之外，还要在合理的误差范围内对观测数据进行拟合，保证模型的真实性，经过试验的证明，该去噪法具有一定的实用性.

(四)物理去噪法与正演修正法进行结合，对于恢复电阻率以及几何参数具有一定的作用.

(五)文章中通过对实际模型的分析，对物理去噪法的原理以及实施步骤进行了阐述，从中可以得出结论，物理去噪法也可以用于其他电磁方法，运用简单的一维方法，实现去噪的目的.

[1]苏朱刘,胡文宝,张翔. 电磁资料中的物理去噪法[J]. 工程地球物理学报,2004,02:110-115.

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