CN110543611A - 低纬度磁异常数据磁化极计算方法和装置 - Google Patents
低纬度磁异常数据磁化极计算方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110543611A CN110543611A CN201910752115.9A CN201910752115A CN110543611A CN 110543611 A CN110543611 A CN 110543611A CN 201910752115 A CN201910752115 A CN 201910752115A CN 110543611 A CN110543611 A CN 110543611A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iteration
- magnetic anomaly
- magnetization
- gaussian
- magnetization pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 title claims abstract description 176
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 21
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005358 geomagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/40—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for measuring magnetic field characteristics of the earth
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
- G06F17/141—Discrete Fourier transforms
- G06F17/142—Fast Fourier transforms, e.g. using a Cooley-Tukey type algorithm
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Discrete Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本申请涉及一种低纬度磁异常数据磁化极计算方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据，根据采样点以及采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络，根据预先设置的高斯参数，获取磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数，然后采用迭代的方式，以及结合傅里叶变换和傅里叶反变换，最终快速、准确得到稳定的磁化极。
Description
技术领域
本申请涉及磁场正则化技术领域，特别是涉及一种低纬度磁异常数据磁化极计算方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
在不同的纬度，地磁场的倾角有很大的变化，对于可磁化的岩石，存在倾斜磁化甚至水平磁化的情况。磁化方向直接影响磁异常的幅值和形态，这对于磁异常数据的解释是不利的。为了将简化磁异常解释，出现了磁化极技术，磁化极是一种转换磁化方向的数学运算，目的是将任意磁化方向转换为垂直磁化方向。磁化极因子属于放大性一类的转换因子，纬度越低，其放大作用越强；在赤道地区，放大作用达到极点，磁化极结果不稳定。
目前，存在基于频率域和空间域两种计算方式，然而，基于频率域方法计算方法快，但是精·度不高，基于空间域的方法精度高，但是设计大型方程的求解，只能处理小规模数据。在低纬度地区，基于频率域方法和基于空间域方法都存在计算不稳定的问题、计算量大以及精度不高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决低纬度地区磁化极计算时存在计算不稳定的问题、计算量大以及精度不高的问题的低纬度磁异常数据磁化极计算方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种低纬度磁异常数据磁化极计算方法，所述方法包括：
获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；
根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；
根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；
对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；
根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；
将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；
根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；
根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
在其中一个实施例中，高斯参数包括：各个方向上的高斯点个数，还包括：获取预先设置的各个方向上的高斯点个数，根据所述高斯点个数，通过查表法得到各个方向上的高斯点；根据所述高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数。
在其中一个实施例中，高斯参数包括：XOY坐标系中X方向的高斯点个数以及Y方向高斯点个数；还包括：获取预先设置的X方向的高斯点个数以及预先设置的Y方向的高斯点个数；分别根据X方向的高斯点个数和Y方向的高斯点个数，通过查表法得到X方向上的高斯点以及Y方向上的高斯点；根据X方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在X方向对应的离散偏移波数，以及根据Y方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在Y方向对应的离散偏移波数。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述高斯点和所述磁化极，构建所述磁化极对应模函数；对所述模函数进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极。
在其中一个实施例中，还包括：对所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到磁异常参数基于高斯点的磁异常参数模函数；根据所述高斯点以及所述高斯点对应的高斯系数，对所述磁异常参数模函数进行还原得到第i次迭代的修正磁异常参数。
在其中一个实施例中，还包括：获取进行迭代的步长；根据所述磁异常参数与第i次迭代的所述修正异常参数的差值，与所述步长相乘，得到进行迭代的迭代参数。
在其中一个实施例中，还包括：根据第i次迭代的磁化极与所述迭代参数的差值，得到第i+1次迭代的磁化极。
一种低纬度磁异常数据磁化极计算装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
算子计算模块，用于根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
迭代模块，用于将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
输出模块，用于当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；
根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；
根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；
对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；
根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；
将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；
根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；
根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；
根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；
根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；
对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；
根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；
将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；
根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；
根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
上述低纬度磁异常数据磁化极计算方法、装置、计算机设备和存储介质，通过计算离散偏移波数，将磁场数据转化到频率域上处理，计算速度快，效率高。用傅里叶变换和傅里叶反变换，避免了零波数奇异点的计算和截断效应带来的误差，计算精度高，最后，采用迭代的方式，输出最终计算得到的磁化极，稳定性高，适合于低纬度地区的磁化极计算。
附图说明
图1为一个实施例中低纬度磁异常数据磁化极计算方法的流程示意图；
图2为一个实施例中迭代步骤的流程示意图；
图3为一实施例中Z＝500高度面、磁倾角0度、磁偏角0度时磁异常数据等值线图；
图4为一个实施例中为Z＝500米高度面、磁倾角90度、磁偏角0度时磁化极数据理论值示意图；
图5为一个实施例中Z＝500米高度面、磁倾角90度、磁偏角0度时磁化极数据计算值示意图；
图6为一个实施例中磁化极数据理论值和本方法计算结果误差的示意图；
图7为一个实施例中低纬度磁异常数据磁化极计算装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的低纬度磁异常数据磁化极计算方法，可以应用于终端中。其中，其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种低纬度磁异常数据磁化极计算方法，以该方法应用于上述终端为例进行说明，包括以下步骤：
步骤102，获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据。
低纬度区域指的是接近赤道附近的区域，其特点是纬度低，地磁场方向接近水平。磁异常数据指的是由于磁化现象导致测量得到的磁场异常的数据，磁异常数据形成的等值线是无规律的，因此对磁异常数据的解释较难。
采样点是设置在低纬度区域的采样点，可以采集该点的磁场数据，将采样点的磁场数据作为异常磁场数据，输入到终端中。
步骤104，根据采样点以及采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络。
空间坐标可以是二维坐标、三维坐标等，具体的，由于本方案考虑的是一个平面上的磁场数据，因此，本步骤采用的是二维的坐标。
在构建磁场数据网络时，可以以采样点为网络中的一个节点，其中，横坐标方向有Nx个节点，纵坐标方向有Ny个节点，因此，磁场数据网络中包括Nx×Ny个网格。值得说明的是，在实际工程中，一般规则化的布置采样点，因此可以形成规则化的网格，以便进一步对磁场异常数据进行分析。
对于规则化的网格，还包括横坐标的网格间距Δx和纵坐标的网格间距Δy，另外，磁异常参数中还包括磁倾角I和磁偏角D，磁异常数据可以用函数ΔT(nxΔx，nyΔy)表示，其中，nx＝1,2，…,Nx，ny＝1,2,…,Ny。
步骤106，根据预先设置的高斯参数，获取磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数。
高斯参数为进行数据分析时常用的参数，通过给定高斯点的个数，就可以获取到高斯参数。
通过高斯参数，将待求解问题转化到频率域中进行处理，可以提高磁化极计算的速度。
步骤108，根据各个方向的离散偏移波数，得到在波数域中进行磁异常数据化极的磁化极算子。
在波数域中，可以通过离散偏移波数得到磁异常数据转化成磁化极的磁化极算子，得到磁化极算子之后，若得到磁异常数据或者磁化极中的任意一个，可以进行相互转化。
步骤110，将磁异常参数作为初始磁化极进行迭代。
初始磁化极是第0次迭代的磁化极，值得说明的是，在进行迭代时，可以预先设置迭代次数阈值，或者通过两次迭代的差值停止迭代。
由于磁异常参数可以用函数ΔT(nxΔx,nyΔy)表示，那么初始磁化极可以表示为Bz (0)(nxΔx,nyΔy)＝ΔT(nxΔx,nyΔy)。
步骤112，对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极。
第i次迭代的磁化极可以表示为Bz (i)(nxΔx,nyΔy)。
通过傅里叶变换，可以将待分析数据转化到频率上分析。
步骤114，根据磁化极算子以及第i次迭代的频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数。
步骤116，将第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数。
步骤118，根据第i次迭代的修正磁异常参数以及磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数。
迭代参数指的是用于迭代更新的参数，本步骤中，迭代参数是随着迭代次数而变化的变量。
步骤120，根据迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极。
步骤122，当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
最新进行修正后得到的磁化极，以阈值为N次为例，当迭代到N-1次时，最新的进行修正后得到的磁化极为Bz (N-1)(nxΔx，nyΔy)，由于迭代次数小于N，则还需要进行迭代，在迭代到N次时，最新的进行修正后得到的磁化极为Bz (N)(nxΔx，nyΔy)，由于迭代达到了N次，因此最终输出的磁化极为Bz (N)(nxΔx，nyΔy)。
上述低纬度磁异常数据磁化极计算方法中，通过计算离散偏移波数，将磁场数据转化到频率域上处理，计算速度快，效率高。用傅里叶变换和傅里叶反变换，避免了零波数奇异点的计算和截断效应带来的误差，计算精度高，最后，采用迭代的方式，输出最终计算得到的磁化极，稳定性高，适合于低纬度地区的磁化极计算。
在其中一个实施例中，高斯参数包括：各个方向上的高斯点个数，在计算离散偏移波数时，可以采用如下步骤：获取预先设置的各个方向上的高斯点个数，根据高斯点个数，通过查表法得到各个方向上的高斯点；根据高斯点以及磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数。本实施例中，通过高斯参数，可以将带求解问题转化为波数域中的问题，提高计算的速度。
具体的，以二维空间中的磁场数据网络为例，高斯参数包括XOY坐标系中X方向的高斯点个数以及Y方向高斯点个数，获取预先设置的X方向的高斯点个数Lx以及预先设置的Y方向的高斯点个数Ly，分别根据X方向的高斯点个数Lx和Y方向的高斯点个数Ly，通过查表法得到X方向上的高斯点以及Y方向上的高斯点根据X方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在X方向对应的离散偏移波数以及根据Y方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在Y方向对应的离散偏移波数
具体的，在计算离散偏移波时，还需要引入方向基波数的概念，在X方向上，方向基波数的表达式为：
其中，Δkx表示X方向上的方向基波数。
在Y方向上，方向基波的表达式为：
通过方向基波数和高斯点，可以得到在X方向离散偏移波数的表达式为：
在Y方向离散偏移波数的表达式为：
其中，a、b、p、q分别满足如下表达式：
a＝1，2，…，Lx
b＝1，2，…，Ly
在其中一个实施例中，在对磁化极进行傅里叶变换，得到频域磁化极的步骤包括：根据高斯点和磁化极，构建磁化极对应模函数，对模函数进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极。
具体的，以高斯点为和以及第i次迭代的磁化极为Bz (i)(nxΔx，nyΔy)为例进行说明，根据高斯点构建的磁化极的模函数为因此磁化极和模函数的关系式如下：
那么对进行二维傅里叶变换，可以的得到
在其中一个实施例中，得到第i次迭代的修正磁异常参数的步骤包括：对第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到磁异常参数基于高斯点的磁异常参数模函数，根据高斯点以及高斯点对应的高斯系数，对磁异常参数模函数进行还原得到第i次迭代的修正磁异常参数。
具体的，以高斯点为和高斯点分别对应的高斯参数为和为例，磁异常模函数为磁异常模函数和修正磁异常参数的关系式如下：
综上，本发明实施例，采用傅里叶变换和傅里叶反变换的组合，不仅避免了零波数计算和截断效应带来的误差，还保证了计算效率。
在其中一个实施例中，确定迭代参数的步骤如下：获取进行迭代的步长；根据磁异常参数与第i次迭代的所述修正异常参数的差值，与步长相乘，得到进行迭代的迭代参数。
在其中一个实施例中，得到第i+1次迭代的磁化极的步骤包括：根据第i次迭代的磁化极与迭代参数的差值，得到第i+1次迭代的磁化极。
在一个实施例中，如图2所示，给出一种具体的迭代步骤的示意性流程图，具体步骤如下：
步骤202，设置初始磁化极Bz (0)(nxΔx,nyΔy)＝ΔT(nxΔx,nyΔy)，最大迭代次数为N，迭代步长为s，其中0<s<1。
步骤204，迭代开始，采用Gauss-FFT算法，对第i次迭代的磁化极Bz (i)(nxΔx,nyΔy)进行二维傅里叶变换，得到
Gauss-FFT算法为基于高斯参数的快速傅里叶变换算法。
步骤206，利用计算
具体可以根据如下关系计算
其中，为磁化极算子，l＝cos I cos D、m＝cosI sin D、n＝sin I。
步骤208，利用Gauss-IFFT算法，对进行二维傅里叶反变换，得到ΔT(i)(nxΔx,nyΔy)。
步骤210，利用ΔT(i)(nxΔx,nyΔy)对Bz (i)(nxΔx,nyΔy)进行修正。
具体，可以采用如下公式对Bz (i)(nxΔx,nyΔy)进行修正，得到迭代结果：
本发明实施例中，采用迭代解法，得到收敛、高精度的计算结果，避免低纬度磁化极的不稳定性。
以下以具体的实验数据，对本发明实施例的有益效果进行说明。
模型的观测区域为：X方向从-2000米到2000米，Y方向从-3000米到3000米；棱柱磁异常体的展布范围为：X方向从-500米到500米，Y方向从-600米到600米，Z方向从50米到1050米；磁化率为0.01SI(国际单位制)；背景场强度为50000nT，磁倾角为0度，磁偏角为0度；X方向采样间隔为20米，Y方向的采用间隔30米，数据采样点个数为201×201；X方向高斯点个数为4，Y方向高斯点个数为4；观测面高度为500米；算法最大迭代次数为50。
如图3所示，为Z＝500高度面、磁倾角0度、磁偏角0度时磁异常数据等值线图，图4为Z＝500米高度面、磁倾角90度、磁偏角0度时磁化极数据理论值，图5为Z＝500米高度面、磁倾角90度、磁偏角0度时磁化极数据计算值。从图中对比可以看出两者等值线图形态是一致的，图6为磁化极数据理论值和本方法计算结果误差，表1给出了误差的统计值，可以看出误差很小，因此本方法磁化极计算精度高。新方法迭代50次，结合上述结果分析，说明新方法是稳定的。
表1磁化极理论值和计算结果的误差统计量(单位：nT)
| 最大值 | 最小值 | 均值 | 均方值 | |
| 理论值 | 64.90 | -1.49 | 3.71 | 12.09 |
| 计算结果 | 63.00 | -3.06 | 3.79 | 11.94 |
| 误差 | 2.05 | -2.56 | -0.08 | 1.07 |
应该理解的是，虽然图2和3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2和3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种低纬度磁异常数据磁化极计算装置，包括：数据获取模块702、算子计算模块704、迭代模块706和输出模块708，其中：
数据获取模块702，用于获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
算子计算模块704，用于根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
迭代模块706，用于将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
输出模块708，用于当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
在其中一个实施例中，高斯参数包括：各个方向上的高斯点个数；算子计算模块704还用于获取预先设置的各个方向上的高斯点个数，根据所述高斯点个数，通过查表法得到各个方向上的高斯点；根据所述高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数。
在其中一个实施例中，高斯参数包括：XOY坐标系中X方向的高斯点个数以及Y方向高斯点个数；算子计算模块704还用于获取预先设置的X方向的高斯点个数以及预先设置的Y方向的高斯点个数；分别根据X方向的高斯点个数和Y方向的高斯点个数，通过查表法得到X方向上的高斯点以及Y方向上的高斯点；根据X方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在X方向对应的离散偏移波数，以及根据Y方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在Y方向对应的离散偏移波数。
在其中一个实施例中，迭代模块706还用于根据所述高斯点和所述磁化极，构建所述磁化极对应模函数；对所述模函数进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极。
在其中一个实施例中，迭代模块706还用于对所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到磁异常参数基于高斯点的磁异常参数模函数；根据所述高斯点以及所述高斯点对应的高斯系数，对所述磁异常参数模函数进行还原得到第i次迭代的修正磁异常参数。
在其中一个实施例中，迭代模块706还用于获取进行迭代的步长；根据所述磁异常参数与第i次迭代的所述修正异常参数的差值，与所述步长相乘，得到进行迭代的迭代参数。
在其中一个实施例中，迭代模块706还用于根据第i次迭代的磁化极与所述迭代参数的差值，得到第i+1次迭代的磁化极。
关于低纬度磁异常数据磁化极计算装置的具体限定可以参见上文中对于低纬度磁异常数据磁化极计算方法的限定，在此不再赘述。上述低纬度磁异常数据磁化极计算装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种低纬度磁异常数据磁化极计算方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中低纬度磁异常数据磁化极计算方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中低纬度磁异常数据磁化极计算方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种低纬度磁异常数据磁化极计算方法，所述方法包括：
获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；
根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；
根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；
对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；
根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；
将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；
根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；
根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高斯参数包括：各个方向上的高斯点个数；
所述根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数，包括：
获取预先设置的各个方向上的高斯点个数，根据所述高斯点个数，通过查表法得到各个方向上的高斯点；
根据所述高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高斯参数包括：XOY坐标系中X方向的高斯点个数以及Y方向高斯点个数；
所述根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数，包括：
获取预先设置的X方向的高斯点个数以及预先设置的Y方向的高斯点个数；
分别根据X方向的高斯点个数和Y方向的高斯点个数，通过查表法得到X方向上的高斯点以及Y方向上的高斯点；
根据X方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在X方向对应的离散偏移波数，以及根据Y方向上的高斯点以及所述磁场数据网络对应的波数域剖分参数，计算得到所述磁场数据网络在Y方向对应的离散偏移波数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极，包括：
根据所述高斯点和所述磁化极，构建所述磁化极对应模函数；
对所述模函数进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数，包括：
对所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到磁异常参数基于高斯点的磁异常参数模函数；
根据所述高斯点以及所述高斯点对应的高斯系数，对所述磁异常参数模函数进行还原得到第i次迭代的修正磁异常参数。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数，包括：
获取进行迭代的步长；
根据所述磁异常参数与第i次迭代的所述修正异常参数的差值，与所述步长相乘，得到进行迭代的迭代参数。
7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极，包括：
根据第i次迭代的磁化极与所述迭代参数的差值，得到第i+1次迭代的磁化极。
8.一种低纬度磁异常数据磁化极计算装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取低纬度区域的采样点对应的磁异常数据；根据所述采样点以及所述采样点对应的磁异常数据，构建基于空间坐标的磁场数据网络；
算子计算模块，用于根据预先设置的高斯参数，获取所述磁场数据网络在各个方向对应的离散偏移波数；根据各个方向的所述离散偏移波数，得到在波数域中进行所述磁异常数据化极的磁化极算子；
迭代模块，用于将所述磁异常参数作为初始磁化极进行迭代；其中，所述初始磁化极为第0次迭代的磁化极；对第i次迭代的磁化极进行傅里叶变换，得到第i次迭代的波数域中的频域磁化极；根据所述磁化极算子以及第i次迭代的所述频域磁化极，得到第i次迭代的频域磁异常参数；将所述第i次迭代的频域磁异常参数进行傅里叶反变换，得到第i次迭代的修正磁异常参数；根据所述第i次迭代的所述修正磁异常参数以及所述磁异常参数，确定进行迭代的迭代参数；根据所述迭代参数，对第i次迭代的磁化极进行修正，得到第i+1次迭代的磁化极；
输出模块，用于当迭代次数达到预先设置的阈值时，输出最新进行修正后得到的磁化极作为当前低纬度区域的磁化极。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910752115.9A CN110543611B (zh) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | 低纬度磁异常数据磁化极计算方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910752115.9A CN110543611B (zh) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | 低纬度磁异常数据磁化极计算方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110543611A true CN110543611A (zh) | 2019-12-06 |
| CN110543611B CN110543611B (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=68711387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910752115.9A Active CN110543611B (zh) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | 低纬度磁异常数据磁化极计算方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110543611B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140177328A1 (en) * | 2011-08-02 | 2014-06-26 | Ramot At Tel Aviv University Ltd. | Multi-Bit Magnetic Memory Cell |
| CN104656043A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 英飞凌科技股份有限公司 | 垂直梯度测量角传感器、系统以及方法 |
| CN104965232A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-10-07 | 中国地质科学院矿产资源研究所 | 低纬度地区磁构造格架自动提取方法 |
| CN106405664A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-15 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种磁异常化极方法 |
| CN107291659A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-24 | 哈尔滨工程大学 | 平面地磁异常场一步向上延拓平面模量梯度场的递归余弦变换法 |
| CN107632964A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-01-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种平面地磁异常场向下延拓递归余弦变换法 |
| CN108197389A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-06-22 | 中南大学 | 二维强磁性体磁场的快速、高精度数值模拟方法 |
| CN109254327A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-22 | 桂林理工大学 | 三维强磁性体的勘探方法及勘探系统 |
| CN109425907A (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-05 | 中国科学院电子学研究所 | 一种频率域磁异常化极的方法 |
-
2019
- 2019-08-15 CN CN201910752115.9A patent/CN110543611B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140177328A1 (en) * | 2011-08-02 | 2014-06-26 | Ramot At Tel Aviv University Ltd. | Multi-Bit Magnetic Memory Cell |
| CN104656043A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 英飞凌科技股份有限公司 | 垂直梯度测量角传感器、系统以及方法 |
| CN104965232A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-10-07 | 中国地质科学院矿产资源研究所 | 低纬度地区磁构造格架自动提取方法 |
| CN106405664A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-15 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种磁异常化极方法 |
| CN107291659A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-24 | 哈尔滨工程大学 | 平面地磁异常场一步向上延拓平面模量梯度场的递归余弦变换法 |
| CN109425907A (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-05 | 中国科学院电子学研究所 | 一种频率域磁异常化极的方法 |
| CN107632964A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-01-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种平面地磁异常场向下延拓递归余弦变换法 |
| CN108197389A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-06-22 | 中南大学 | 二维强磁性体磁场的快速、高精度数值模拟方法 |
| CN109254327A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-22 | 桂林理工大学 | 三维强磁性体的勘探方法及勘探系统 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| SHIKUN DAI等: ""Three-dimensional numerical modeling of gravity and magnetic anomaly in a mixed space-wavenumber domain "", 《NUMERCIAL METHODS FOR FORWARD MODELING OF POTENTIAL FIELDS 》 * |
| 姚长利等: "低纬度化极应用迭代法的技术条件分析", 《现代地质》 * |
| 柴玉璞: "从化极算法误差方程看各种波数域低纬度化极方法", 《石油地球物理勘探》 * |
| 骆遥: "Hartley变换化极", 《地球物理学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110543611B (zh) | 2022-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112800657B (zh) | 基于复杂地形的重力场数值模拟方法、装置和计算机设备 | |
| Zhang et al. | A hybrid boundary node method | |
| CN112287534A (zh) | 基于nufft的二维磁异常快速正演模拟方法和装置 | |
| Lagacé et al. | Improving power flow convergence by Newton Raphson with a Levenberg-Marquardt method | |
| CN116151084B (zh) | 基于结构网格的模拟方法、装置、终端设备及存储介质 | |
| CN111103627B (zh) | 大地电磁tm极化模式对电场数据二维反演方法和装置 | |
| Han et al. | An adaptive GRP scheme for compressible fluid flows | |
| CN113420487B (zh) | 一种三维重力梯度张量数值模拟方法、装置、设备和介质 | |
| Yang et al. | Proper orthogonal decomposition reduced-order extrapolation continuous space-time finite element method for the two-dimensional unsteady Stokes equation | |
| CN114487562A (zh) | 基于校正介电常数的电压测量方法和装置 | |
| CN110543611B (zh) | 低纬度磁异常数据磁化极计算方法和装置 | |
| CN106501868B (zh) | 三轴地磁传感器实时校正方法 | |
| CN113076678B (zh) | 一种频率域二度体重力异常快速数值模拟方法和装置 | |
| Wu et al. | A fast and robust method of calculating RFM parameters for satellite imagery | |
| Erath et al. | A conservative multi-tracer transport scheme for spectral-element spherical grids | |
| CN110991702A (zh) | 山区降水量的计算方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| CN115496111A (zh) | 电磁波频谱数据处理方法、装置、设备和介质 | |
| Dai et al. | An efficiency algorithm on Gaussian mixture UKF for BDS/INS navigation system | |
| CN113673163B (zh) | 一种三维磁异常数快速正演方法、装置和计算机设备 | |
| CN113779818A (zh) | 三维地质体其电磁场数值模拟方法、装置、设备及介质 | |
| Lu et al. | The iterative completion method of the spectrum map based on the difference of measurement values | |
| CN114036805A (zh) | 三维稳态热传导地温场的正演方法、装置、设备及介质 | |
| CN114675221A (zh) | 磁共振梯度校正补偿因子的确定方法、校正方法和装置 | |
| CN113365345A (zh) | 相位偏差校正方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| Grylonakis et al. | An iterative spatial-stepping numerical method for linear elliptic PDEs using the Unified Transform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20191206 Assignee: Guangxi Beidou Tianyu Aerospace Technology Co.,Ltd. Assignor: GUILIN University OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980045531 Denomination of invention: Method and device for calculating the magnetization pole of low latitude magnetic anomaly data Granted publication date: 20221125 License type: Common License Record date: 20231103 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |