留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法

刘繁明 张迎发 荆心 李艳

刘繁明, 张迎发, 荆心, 李艳. 磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
引用本文: 刘繁明, 张迎发, 荆心, 李艳. 磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
LIU Fanming, ZHANG Yingfa, JING Xin, LI Yan. Fast Computation of Derivatives of Magnetic VectorComponents in Magnetic Anomaly Detection[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
Citation: LIU Fanming, ZHANG Yingfa, JING Xin, LI Yan. Fast Computation of Derivatives of Magnetic VectorComponents in Magnetic Anomaly Detection[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160

磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法

doi: 10.13203/j.whugis20120160
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60834005)
详细信息
    作者简介:

    刘繁明,教授,博士生导师,主要从事水下潜器定位、无源导航与定位技术研究。

  • 中图分类号: P318.1;P237.9

Fast Computation of Derivatives of Magnetic VectorComponents in Magnetic Anomaly Detection

Funds: The National Natural Science Foundation of China,No.60834005.
More Information
    Author Bio:

    LIU Fanming,professor,PhD supervisor,specializes in underwater vehicle positioning,passive navigation and positioningtechnology.

  • 摘要: 目的 针对计算磁位高阶导数常用的频率域快速傅立叶变换方法在实际应用中存在边界效应的问题,提出了分别在x和y方向上移相π/2二维余弦变换定义及其时域微分定理,推导出了磁场矢量分量的导数计算公式,并将其应用于方向解析信号的磁异常边界识别方法。通过棱柱体源磁场理论数据对比分析,验证了基于余弦变换计算磁位高阶导数的方法在不需要扩边或滤波处理、未增加额外处理数据和算法复杂度的前提下,可避免或减小边界效应,算法稳定性更好,计算结果精度更高。
  • [1] Nabighian M N,Grauch V J S,Hansen R O,et al.The Historical Development of the Magnetic Meth-od in Exploration[J].Geophysics,2005,70(6):33-61[2] Dian Guanglang,Zhai Guojun,Huang Motao,etal.Transformation of Multi-objects Magnetic A-nomaly Components with Geomagnetic Effect[J].Geomatics and Information Science of Wuhan Uni-versity,2011,36(8):914-918(卞光浪,翟国君,黄谟涛,等.顾及地磁背景场的多目标磁异常分量换算方法[J].武汉大学学报·信息科学版,2011,36(8):914-918)[3] Li H,Xu S,Yu H,et al.Transformations betweenAeromagnetic Gradients in Frequency Domain[J].Journal of Earth Science,2010,21(1):114-122[4] Xiong Yuanxin,Liu Dichen.Convergence of Fou-rier Serier and Gibbs Phenomenon[J].EngineeringJournal of Wuhan University,2001,34(1):69-71(熊元新,刘涤尘.傅立叶级数的收敛性与吉伯斯现象[J].武汉大学学报(工学版),2001,34(1):69-71)[5] Lima E A,Weiss B P.Obtaining Vector MagneticField Maps from Single-Component Measurementsof Geological Samples[J].Journal of GeophysicalResearch-Solid Earth,2009,114:102-111[6] Wang Wanyin,Qiu Zhiyun,Liu Jinlan,et al.TheResearch to the Extending Edge and InterpolationBased on the Minimum Curvature Method in Poten-tial Field Data Processing[J].Progress in Geophys-ics,2009,24(4):1327-1338(王万银,邱之云,刘金兰,等.位场数据处理中的最小曲率扩边和补空方法研 究 [J].地 球 物 理 学 进 展,2009,24(4):1327-1338)[7] Zhang Fengxu,Meng Lingxun,Zhang Fengqing,etal.A New Method for Spectral Analysis of the Po-tential Field and Conversion of Derivative of Gravi-ty-Anomalies:Cosine Transform[J].Chinese Jour-nal of Geophysics(Acta Geophysica Sinica),2006,49(1):244-248(张凤旭,孟令顺,张凤琴,等.重力位谱分析及重力异常导数换算新方法--余弦变换[J].地球物理学报,2006,49(1):244-248)[8] Nabighian M N.The Analytic Signal of Two-Di-mensional Magnetic Bodies with Polygonal Cross-section:Its Properties and Use for Automated A-nomaly Interpretation[J].Geophysics,1972,37(3):507-517[9] Roest W R,Pilkington M.Identifying RemanentMagnetization Effects in Magnetic Data[J].Geo-physics,1993,58(5):653-659[10]Nabighian M N.Toward a Three-Dimensional Au-tomatic Interpretation of Potential Field Data viaGeneralized Hilbert Transforms:Fundamental Re-lations[J].Geophysics,1984,49(6):780-786[11]Beiki M.Analytic Signals of Gravity Gradient Ten-sor and Their Application to Estimate Source Loca-tion[J].Geophysics,2010,75(6):59-74[12]Ma G,Li L,Du X.Boundary Detection and Inter-pretation by Magnetic Gradient Tensor Data[J].OilGeophysical Prospecting,2012,47(5):815-821(马国庆,李丽丽,杜晓娟.磁张量数据的边界识别和解1096 第39卷第9期 刘繁明等:磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法释方法[J].石油地球物理勘探,2012,47(5):815-821)[13]Ahmed N,Natarajan T,Rao K R.Discrete CosineTransform[J].IEEE Transactions on Computers,1974,100(1):90-93[14]Rao K R,Yip P.Discrete Cosine Transform:Algo-rithms,Advantages,Applications[M].San Diego:Academic Press,1990
  • [1] 李青竹, 李志宁, 张英堂, 范红波, 尹刚.  磁梯度张量系统的非线性集成矢量校正 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(5): 714-722, 730. doi: 10.13203/j.whugis20170161
    [2] 张国栋, 郭健, 杨东凯, 王峰, 高洪兴.  星载GNSS-R海冰边界探测方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(5): 668-674. doi: 10.13203/j.whugis20170050
    [3] 王方旗, 宋玉鹏, 董立峰, 刘振纹, 林旭波, 陶常飞.  海底管道磁异常正演与实测结果分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(10): 1511-1517. doi: 10.13203/j.whugis20180033
    [4] 郭斐, 邱耀东, 王正涛.  基于FIR滤波的磁静期电离层-磁层磁场信号分离 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(6): 844-850. doi: 10.13203/j.whugis20180157
    [5] 高晓, 杨志强, 康军梅, 王君.  基于三频SNR数据探测北斗GEO卫星多径效应 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(2): 213-218. doi: 10.13203/j.whugis20150313
    [6] 崔荣花, 方剑, 刘杰, 李红蕾, 陈铭.  利用低阶大地水准面异常反演大尺度核幔边界起伏 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(5): 658-663. doi: 10.13203/j.whugis20150577
    [7] 李精忠, 张津铭.  一种基于傅里叶变换的光滑边界面状要素Morphing方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(8): 1104-1109. doi: 10.13203/j.whugis20150157
    [8] 曾小牛, 李夕海, 刘志刚, 杨晓君, 刘代志.  低纬度磁异常化极及分量换算的正则化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 388-394. doi: 10.13203/j.whugis20140342
    [9] 尹刚, 张英堂, 石志勇, 李志宁.  基于磁异常反演的磁航向误差实时补偿方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(7): 978-982. doi: 10.13203/j.whugis20140260
    [10] 袁胜古, 潘俊, 应荷香, 王密.  一种改进的GVF蛇模型水域矢量边界更新方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(4): 503-509. doi: 10.13203/j.whugis20140026
    [11] 王伟, 宁津生, 罗志才, 汪海洪.  利用小波变换分离俯冲带重力异常 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(2): 187-190.
    [12] 李胜全, 李厚朴, 边少锋.  拉格朗日投影与常用等角投影间解析变换的复变函数表示 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(11): 1382-1385.
    [13] 吕立蕾, 龚威, 宋沙磊, 祝波.  地物反射率探测激光雷达回波信号的小波去噪 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(1): 56-59.
    [14] 卞光浪, 翟国君, 黄谟涛, 欧阳永忠.  顾及地磁背景场的多目标磁异常分量换算方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(8): 914-918.
    [15] 肖付民, 石杰, 刘雁春, 边刚.  利用小波探测海洋磁力梯度高频弱磁扰动 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(9): 1044-1047.
    [16] 李厚朴, 边少锋.  高斯投影与墨卡托投影解析变换的复变函数表达式 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(3): 277-279.
    [17] 于波, 刘雁春, 边刚, 肖付民.  海洋工程测量中海底电缆的磁探测法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(5): 454-457.
    [18] 段汕, 梅建新, 秦前清.  一种适用于信号与图像处理的线性多尺度变换方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(5): 538-541.
    [19] 胡鹏, 詹玉华.  分块变换中的边界问题和P4T方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1990, 15(1): 66-74.
    [20] 申文斌.  用潮汐重力仪探测引力吸收效应的可能性 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1988, 13(2): 49-56.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2662
  • HTML全文浏览量:  47
  • PDF下载量:  513
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-25
  • 修回日期:  2014-09-05
  • 刊出日期:  2014-09-05

磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法

doi: 10.13203/j.whugis20120160
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(60834005)
    作者简介:

    刘繁明,教授,博士生导师,主要从事水下潜器定位、无源导航与定位技术研究。

  • 中图分类号: P318.1;P237.9

摘要: 目的 针对计算磁位高阶导数常用的频率域快速傅立叶变换方法在实际应用中存在边界效应的问题,提出了分别在x和y方向上移相π/2二维余弦变换定义及其时域微分定理,推导出了磁场矢量分量的导数计算公式,并将其应用于方向解析信号的磁异常边界识别方法。通过棱柱体源磁场理论数据对比分析,验证了基于余弦变换计算磁位高阶导数的方法在不需要扩边或滤波处理、未增加额外处理数据和算法复杂度的前提下,可避免或减小边界效应,算法稳定性更好,计算结果精度更高。

English Abstract

刘繁明, 张迎发, 荆心, 李艳. 磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
引用本文: 刘繁明, 张迎发, 荆心, 李艳. 磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
LIU Fanming, ZHANG Yingfa, JING Xin, LI Yan. Fast Computation of Derivatives of Magnetic VectorComponents in Magnetic Anomaly Detection[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
Citation: LIU Fanming, ZHANG Yingfa, JING Xin, LI Yan. Fast Computation of Derivatives of Magnetic VectorComponents in Magnetic Anomaly Detection[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(9): 1091-1097. doi: 10.13203/j.whugis20120160
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回