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物探与化探  2018, Vol. 42 Issue (4): 731-737    DOI: 10.11720/wtyht.2018.1259
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基于二维经验模式分解的重力资料多尺度分析
李芳, 王林飞, 何辉
中国国土资源航空物探遥感中心,北京 100083
Gravity data multi-scale analysis based on two-dimensional empirical mode decomposition
Fang LI, Lin-Fei WANG, Hui HE
China Aero Geophysics Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources, Beijing 100083, China
全文: PDF(6614 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

重力资料是从地表到深部所有密度不均匀体引起的重力效应的叠加。针对不同的工作任务,需要利用不同尺度的重力资料进行研究。二维经验模式分解能够自适应地对非线性、非平稳信号实现多尺度分解。文章研究将二维经验模式分解应用于重力资料的多尺度分析,对重力数据进行二维经验模式分解以得到各级固有模态函数和剩余分量,利用径向对数功率谱分析方法估计各级模态函数所反映的地下场源的近似深度,定性地解释不同深度下的场源产生的异常,较好地揭示场源赋存的地质信息。模型数据和实际数据的测试佐证了该方法技术的可行性。

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李芳
王林飞
何辉
关键词 重力资料二维经验模式分解多尺度分析径向对数功率谱    
Abstract

Gravity data embody the superimposed effect of all the bodies with uneven densities from the earth surface to the deep subsurface. And gravity data with different scales are needed for different tasks. The two-dimensional empirical mode decomposition can be adapted to nonlinear or non-stationary signals to achieve the multi-scale decomposition. In this study, the authors applied the two-dimensional empirical mode decomposition to the multi-scale analysis of gravity data. With this method, the gravity data can be decomposed into different intrinsic mode functions and one remaining component. Then, the radial logarithmic power spectrum of various components are computed to get the approximate depth of various sources. Theoretical density model data and real data test support the technical feasibility of the method.

Key wordsgravity data    two-dimensional empirical mode decomposition    multi-scale analysis    the radial logarithmic power spectrum
收稿日期: 2017-06-12      出版日期: 2018-08-03
:  P631  
基金资助:国家重点研发计划项目“综合航空地球物理数据处理、解释和管理软件平台研发”(2017YFC0602204);中国国土资源航空物探遥感“海南岛及周边航空物探数据库建设”(DD2016014104)
作者简介: 李芳(1990-),女,硕士,于2015年7月毕业于中国地质大学(北京)地球探测与信息技术专业,现任职于中国国土资源航空物探遥
引用本文:   
李芳, 王林飞, 何辉. 基于二维经验模式分解的重力资料多尺度分析[J]. 物探与化探, 2018, 42(4): 731-737.
Fang LI, Lin-Fei WANG, Hui HE. Gravity data multi-scale analysis based on two-dimensional empirical mode decomposition. Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 42(4): 731-737.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2018.1259      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2018/V42/I4/731
  经验模式分解示意图
  理论模型参数及重力异常
a—模型水平位置分布;b—模型重力异常等值线;c—含噪声的重力异常等值线
  加噪重力异常径向对数功率谱及其分段拟合
  加噪重力异常EMD分解结果及理论正演结果
  y=8 500 m剖面的异常分离结果(红线)与理论重力异常(黑线)对比
  各级固有模态函数的径向对数功率谱曲线
  研究区位置示意[25](a)与研究区布格重力异常等值线(b)
  布格重力异常多尺度分解结果
  沿CD剖面提取重力异常与已有资料对比(a)与研究区断裂构造与中浅部异常叠合图(b)
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