论文部分内容阅读
在资源勘查与预测评价工作中，对物化探数据的处理至关重要。如何从复杂的叠加异常中分离出单纯由勘查目标引起的异常，是目前找矿工作中最主要和最困难的问题，异常的有效分离有助于选取合理的勘查目标。
希尔伯特-黄变换(HHT)是一种新的分析非线性非平稳信号的方法，主要由经验模态分解(EMD)和Hilbert谱分析所组成。HHT先对信号进行经验模态分解，形成有限个具有一定物理意义的固有模态函数(IMF)之和，再对分解得到的固有模态函数作Hilbert变换求取时频谱，所求取的时频谱在时域和频域都具有较高的分辨率。
鉴于希尔伯特-黄变换能有效的分离叠加信号，本文先用一维HHT实现对模型重力异常数据的分离，然后引入二维经验模态分解(BEMD)方法，用二维EMD方法对云南个旧地区物化探数据进行非线性的多尺度分析与分解，实现对物化探异常的分离，揭示深层次找矿信息。
具体研究内容有：在理论上，研究希尔伯特-黄变换的基本理论及经验模态分解(EMD)中曲线拟合问题和端点效应问题，为HHT的应用研究奠定理论基础；在应用上，以一维HHT在重力异常模型数据中的应用为基础，引入二维EMD方法，研究它在云南个旧地区物化探数据处理中的应用，从而说明其处理物化探数据的可行性，比较二维EMD方法与常规物化探数据处理方法对物化探数据的处理效果，进一步说明二维EMD方法处理物化探数据的可行性和其自身独特性。通过以上的研究分析得到了下面几点认识：
1)在曲线拟合问题上，通过研究三次样条插值法、分段三次样条插值法和改进分段三次样条插值法，证实改进分段三次样条插值法既解决了拟合包络线过程中的“过冲”问题，也避免了“包络不完全”现象，是一种新的解决曲线拟合问题的方法，具有很好的应用前景。
2)在端点效应问题上，通过对改进多项式拟合法、改进次端点镜像延拓法、端点极值法和包络极值延拓法进行比较分析可知：(1)在这四种方法中，基于改进多项式拟合EMD分解法不适合处理非平稳线性信号；(2)尽管其它三种方法分解效果没有达到预期的效果，但都在不同程度上改善了端点效应，另外，这三种端点处理方法有各自的特点：端点极值法简单易实现，运算速度快；改进次端点镜像延拓法和包络极值延拓法既解决了短数据不易分解的问题，也使延拓后的极值与原数据之间具有较强的相关性，都有合理的数学理论作为支撑。
3)通过研究一维HHT在重力异常模型数据中的应用，验证EMD方法分离模型重力异常的有效性，使分解得到的各部分分量在空间域上具有实际地质意义，另外，分解得到的所有固有模态函数经Hilbert变换后，在频率域上也显示出实际地质意义。这样既体现了一维HHT变换处理物探数据的可行性，也显示出该方法的独特性，即在空间域和频率域同时显示与异常相对应的实际地质意义。重要的是，一维HHT变换的应用为二维HHT变换处理实际物化探数据奠定了理论基础。
4)通过研究二维EMD方法在云南个旧地区物化探数据处理中的应用，证实二维EMD方法处理物化探数据的可行性。根据处理效果发现基于包络极值延拓的二维EMD分解方法适合处理化探数据，而基于端点极值延拓的二维EMD方法适合处理物探数据。通过与常规物化探数据处理方法的比较，进一步证实二维EMD方法处理物化探数据的可行性，同时，也突出了该方法不同于常规处理方法的自身独特性，即二维EMD法是一种非线性滤波方法。
以上工作表明，用希尔伯特-黄变换处理物化探数据是可行的，且有其自身独特性。它可以完全分离物化探异常，提供有效找矿信息，将是一种新的物化探数据处理方法。