CN104597513A - 一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法，获取方法通过在测量区域、测量线和测量点，利用采集工具获取全部的实测大数据，再将大数据校准水平调整为预处理值。和现有技术相比，本发明提供的一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法，使得原实测数据的真实性得以保留，保证了数据的相对关系不变，该方法简单且高效，保证了实测大数据的数量并提高了大数据预处理值获取的效率和准确性，进而提高了对地球物理磁场数据分析和研究的准确性。

Description

一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法

技术领域

本发明涉及地球物理磁场测量领域，具体讲涉及一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法。

背景技术

地球物理磁场的研究是通过在地层岩石中的磁场的场值测量的数据进行数据处理后进行的，为了提高分析的准确性，需要获取足够多的磁场大数据并且在保留其大数据的真实性的同时，将其转换为可分析的预处理值。

现有的对地球物理磁场的研究和分析通常采用在须采集地区采集部分磁场数据，并将数据进行磁场调整，即将实际测得的局部磁场变化置于一个相同的磁场背景上进行比较和解释，在航空物探规范中有专门章节对其作了规定，但由于其方法过于繁杂且经过了滤波软件和数学方法的处理，使得原实测数据有发生变动，进而影响了数据的相对关系，减少了数据的真实性；而数据获取的数量的不足也影响了对地球物理磁场的数据分析的判断准确性。

因此，为了能够更好地研究与分析地球物理磁场，如何获取地球物理磁场足够多的数据并将数据在保留其真实性的同时转化为可用于分析及研究的预处理值，是本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法，该获取方法获取了大量的地球物理磁场的实测数据，并对全部的磁场大数据在不改变数据真实性的前提下，对其进行预处理，从而获得用于研究与分析的地球物理磁场大数据预处理值。该方法简单且有效。使得原实测数据的真实性得以保留，保证了数据的相对关系不变，保证了实测大数据的数量并提高了大数据预处理值获取的效率和准确性。进而提高了对地球物理磁场数据分析和研究的准确性。

一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法，所述获取方法包括如下步骤：

I-1.根据实际测量需要选定地球物理磁场的测量区域；

I-2.在所述测量区域中设置等间隔的测量线；

I-3.在每条所述测量线上设置等间隔的测量点；

I-4.采集工具在所述测量区域内分别沿每一条所述测量线匀速移动；并采集全部所述测量点的磁场的实测数据；

I-5.校准实测数据中有明显系统误差和过失误差的数据值；

I-6.绘制磁测剖面平面图，将实测数据以万分之一的比例标注在磁测剖面平面图；

I-7.将校准后的实测数据水平调整为预处理值。

优选的，所述测量区域的面积不小于200km²。

优选的，所述测量线的长度不小于15km，且每条所述测量线之间的间隔为100m。

优选的，所述采集工具采用可以连续测量的高精度系统，并且所述采集装置的采集频率为0.1秒/点。

优选的，根据所述采集工具的运行速度和采集频率确定所述采集点之间的间隔长度，所述采集点之间的间隔长度为2.6m-2.9m。

优选的，I-7中将校准后的实测数据水平调整为预处理值的具体步骤为：

II-1.计算所述测量区域内每一条所述测量线中所有效测点的线算术平均值；计算所述测量区域内全部所述测量点的总算术平均值；

II-2.选取调平值：将总算术平均值作为调平值，或根据所述测量区域的地层岩石中的磁场特征和对所述线算术平均值进行评估后选取调平值；所述调平值略大于0；

II-3.测量线的线调平改正值为该条测量线的线算术平均值与所述调平值的差，即线调平改正值＝线算术平均值-调平值；

II-4.测量线上的每个所述测量点的值均减去所述线调平改正值得到该条测量线上所有测量点的预处理值，即完成对该条测量线的水平调整；

II-5.以测量线为单位求出所述测量区域内全部的测量点的预处理值，即完成对所述测量区域的水平调整。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法，获取方法通过在测量区域、测量线和测量点，利用采集工具获取全部的实测大数据，再将大数据校准水平调整为预处理值。使得原实测数据的真实性得以保留，保证了数据的相对关系不变，该方法简单且有效。保证了实测大数据的数量并提高了大数据预处理值获取的效率和准确性。进而提高了对地球物理磁场数据分析和研究的准确性。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明提供的技术方案，通过对测量区域、测量线和测量点的逐级划分，实现了对地球物理磁场实测数据的大数量的有规则的获取，进而提高了对地球物理磁场研究的准确性。

2、本发明提供的技术方案，通过实测数据中有明显系统误差和过失误差的数据值的校准，保证了实测数据的准确性，进而提高了对地球物理磁场大数据预处理值获取的准确性。

3、本发明提供的技术方案，通过绘制磁测剖面平面图，使得数据的分布更加直观，从而便于对数据的处理，提高了地球物理磁场大数据预处理值获取的效率，节省了时间成本。

4、本发明提供的技术方案，将实测数据水平调整为预处理值的过程简单准确既保证了大数据的真实性和数据之间的相对关系，又节省了金钱成本，提高了对地球物理磁场大数据预处理值获取的准确性。

5、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法的过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明中的地球物理磁场大数据预处理值的获取方法包括如下步骤：

I-1.根据实际测量需要选定地球物理磁场的测量区域；

I-2.在测量区域中设置等间隔的测量线；

I-3.在每条测量线上设置等间隔的测量点；

I-4.采集工具在测量区域内分别沿每一条测量线匀速移动；并采集全部测量点的磁场的实测数据；

I-5.校准实测数据中有明显系统误差和过失误差的数据值；

I-6.绘制磁测剖面平面图，将实测数据以万分之一的比例标注在磁测剖面平面图；

I-7.将校准后的实测数据水平调整为预处理值。

其中，测量区域的面积不小于200km²；

测量线的长度不小于15km，且每条测量线之间的间隔为100m；

采集工具采用可以连续测量的高精度系统，并且采集装置的采集频率为0.1秒/点；

根据采集工具的运行速度和采集频率确定采集点之间的间隔长度，采集点之间的间隔长度为2.6m-2.9m。

I-7中将校准后的实测数据水平调整为预处理值的具体步骤为：

II-1、计算测量区域内每一条测量线中所有效测点的线算术平均值；计算测量区域内全部测量点的总算术平均值；

II-2、选取调平值：将总算术平均值作为调平值，或根据测量区域的地层岩石中的磁场特征和对线算术平均值进行评估后选取调平值；调平值略大于0；

II-3、测量线的线调平改正值为该条测量线的线算术平均值与调平值的差，即线调平改正值＝线算术平均值-调平值；

II-4、测量线上的每个测量点的值均减去线调平改正值得到该条测量线上所有测量点的预处理值，即完成对该条测量线的水平调整；

II-5、以测量线为单位求出测量区域内全部的测量点的预处理值，即完成对测量区域的水平调整。

其中，地球物理磁场大数据预处理值的获取的过程中：

1)调平的是采用连续测量的高精度仪器系统采集的数据，采集频率是0.1秒/点，采集点距为相当2.6m/s-2.9m/s，对于1/万比例尺工作而言，这个点距在磁测剖面平面图上约为0.3mm，数据密度大，因此系统采集的异常是完整连续的异常，不会因采集点距而影响异常的完整性；

2)算术平均值调平法采用的是全部采集点，即样本＝总体，而现在1/万的100平方公里采集的实测数据达到30万以上，属大数据，不应采用有限的控制线的小采样数据来进行调平，应采用全部数据参与调平，也意味了大量非结构性数据参与计算，让数据“发声”，同时这样可以适当放宽对数据精确的要求；

3)高精度磁测工作要求是指满足标准误差小于5nT，而不是不允许有误差，因此本方法可行，并且由于方法简便和快速且是全数据，允许有小于5nT(比如1nT)的误差，而不追求无误差；

4)根据磁场理论，任何一个三度磁性体可以看作许多很小的磁体元组成每一个磁体元相当于一对磁量相等，符号相反，相距极近的磁偶极子。

由场论可以计算其总场模△T，可以算出其沿一条长剖面上的每个点的磁场△T，从公式可以知道每个单元磁体，在长剖面上△T的算术总平均值为0。为了验证对球体模型，在磁倾角90°和45°两种情况(附表一)，不同埋深，在剖面长2km，4km，8km三个长度进行了算术平均值和末端残存值的计算并进行了统计。由附表一可见，只要足够长，每条线上算术平均值均趋近于0；

附表一球体模型剖面平均值和末端值计算表

球体模型(磁倾角90°)

球体模型(磁倾角45°)

5)根据1960年第十一次国际度量衡会议资料可知，通常一个物理量的真值是未知且需要测定的，会议定义了实验科学中的真值，即设在测量中观测次数为无限多，根据误差分析定律，正负误差出现的几率相等，故各观察值相加，加以平均在无系统误差情况下，可获得接近于真值的数值。当观测次数有限时，只能是近似真值，或称为最佳值，而算术平均值是最常用的一种平均值，设观测值分布为正态分布，用最小二乘法原理可以证明，在一组等精度测量中，算术平均值为较佳的可信赖值。

6)测区应该足够大，测线要足够长，测线过短，不保证每个磁体的全部线值的算术平均值接近0，测线应在15km以上为佳，实测数据数量要足够大，才能容忍非结构数据的参与，测区面积在200km²(1/万)以上为佳；要求测量数据偏行距要小，点距要足够密。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地球物理磁场大数据预处理值的获取方法，其特征在于，所述获取方法包括如下步骤：

I-1.根据实际测量需要选定地球物理磁场的测量区域；

I-2.在所述测量区域中设置等间隔的测量线；

I-3.在每条所述测量线上设置等间隔的测量点；

I-4.采集工具在所述测量区域内分别沿每一条所述测量线匀速移动；并采集全部所述测量点的磁场的实测数据；

I-5.校准实测数据中有明显系统误差和过失误差的数据值；

I-6.绘制磁测剖面平面图，将实测数据以万分之一的比例标注在磁测剖面平面图；

I-7.将校准后的实测数据水平调整为预处理值。

2.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述测量区域的面积不小于200km²。

3.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述测量线的长度不小于15km，且每条所述测量线之间的间隔为100m。

4.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述采集工具采用可以连续测量的高精度系统，并且所述采集装置的采集频率为0.1秒/点。

5.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，根据所述采集工具的运行速度和采集频率确定所述采集点之间的间隔长度，所述采集点之间的间隔长度为2.6m-2.9m。

6.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，I-7中将校准后的实测数据水平调整为预处理值的具体步骤为：

II-1.计算所述测量区域内每一条所述测量线中所有效测点的线算术平均值；计算所述测量区域内全部所述测量点的总算术平均值；

II-2.选取调平值：将总算术平均值作为调平值，或根据所述测量区域的地层岩石中的磁场特征和对所述线算术平均值进行评估后选取调平值；所述调平值略大于0；

II-3.测量线的线调平改正值为该条测量线的线算术平均值与所述调平值的差，即线调平改正值＝线算术平均值-调平值；

II-4.测量线上的每个所述测量点的值均减去所述线调平改正值得到该条测量线上所有测量点的预处理值，即完成对该条测量线的水平调整；

II-5.以测量线为单位求出所述测量区域内全部的测量点的预处理值，即完成对所述测量区域的水平调整。