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物探与化探  2021, Vol. 45 Issue (6): 1462-1468    DOI: 10.11720/wtyht.2021.0047
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基于Hilbert-Huang 变换的大地电磁去噪研究
陈钧1,2(), 严良俊1,2(), 周磊1,2
1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北 武汉 430100
2.非常规油气省部共建协同创新中心,湖北 武汉 430100
Denoising of magnetotelluric data based on Hilbert-Huang transform
CHEN Jun1,2(), YAN Liang-Jun1,2(), ZHOU Lei1,2
1. Key Laboratory of oil and Gas Resources and Exploration Technology of Ministry of Education, Yangtze University, Wuhan 430100, China
2. Cooperative Innovation Center of Unconventional Oil and Gas, Wuhan 430100, China
全文: PDF(4159 KB)   HTML
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摘要 

大地电磁信号易受噪声干扰产生近场效应,严重影响采集的信号质量。现阶段使用较为广泛的远参考-robust方法在压制近场干扰方面还有所不足。本文在使用数值模拟验证希尔伯特-黄变换(HHT)对噪声的压制效果后,将其用于处理一个近场干扰较严重的大地电磁信号,得到了较为显著的效果;同时,使用极化方向的分布函数计算电场和磁场的极化分布,也发现分布函数的高斯性得到了修复,从另一个角度验证了HHT在压制近场干扰方面的有效性。

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陈钧
严良俊
周磊
关键词 HHT大地电磁人文噪声近场干扰误差分布函数    
Abstract

Near-field effects are liable to rise in magnetotelluric signals due to noise, which seriously affects the quality of the collected signals. The widely used remote reference method-Robust-still has some shortcomings in suppressing near-field interference. In this paper, after being verified using numerical simulation in terms of denoising effects, the Hilbert-Huang transform (HHT) was applied to a magnetotelluric signal with serious near-field interference, achieving remarkable effects. Meanwhile, the polarization distribution of the electric and magnetic fields was calculated using the distribution function of polarization directions. It was found that the distribution function was closer to a Gaussian distribution function, also verifying the effectiveness of the HHT in suppressing near-field interference.

Key wordsHHT    magnetotelluric    cultural noise    near-field interference    error distribution function
收稿日期: 2021-01-26      出版日期: 2021-12-21
ZTFLH:  P631  
基金资助:国家自然科学基金项目“储层压裂监测中可控源倾子电磁法应用基础研究”(41904077);“页岩气储层改造电磁法动态监测应用基础研究”(41774082)
通讯作者: 严良俊
作者简介: 陈钧(1996-),男,江西赣州籍。长江大学地球物理学院硕士研究生,主要研究方向为电磁法信号处理与敏感参数提取。Email: 201972168@yangtzeu.edu.cn
引用本文:   
陈钧, 严良俊, 周磊. 基于Hilbert-Huang 变换的大地电磁去噪研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1462-1468.
CHEN Jun, YAN Liang-Jun, ZHOU Lei. Denoising of magnetotelluric data based on Hilbert-Huang transform. Geophysical and Geochemical Exploration, 2021, 45(6): 1462-1468.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2021.0047      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2021/V45/I6/1462
Fig.1  EMD流程
Fig.2  数值模拟模拟经验模态分解
Fig.3  对加入了锯齿波噪声的模拟电场信号进行EMD分解
a—加入噪声后的电场信号;b~f—IMF1~IMF5;g—剩余信号
Fig.4  实际噪声(noise)信号(a)和分离的噪声(IMF5)信号(b)
Fig.5  未去噪时间序列对应的死频带视电阻率和相位曲线
Fig.6  未去噪时的极化方向响应函数
Fig.7  噪声频率含量较多IMF的希尔伯特时频谱
Fig.8  去噪之后重新计算的视电阻率和相位
Fig.9  去噪后的极化方向响应函数
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