CN113268702A - 一种频率域磁梯度张量变换方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种频率域磁梯度张量变换方法、装置和计算机设备。所述方法包括：获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据，得到偏移波数，对空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，可得到频率域磁梯度张量变换系数，继而得到频率域磁梯度张量其他分量；再进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。本发明采用单个磁梯度分量通过变换计算得到其他磁梯度分量的值，计算效率高，为磁梯度精细化反演成像提供了更多的有用信息。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种频率域磁梯度张量变换方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
磁法勘探是一种应用非常广泛的物探方法，由于其探测仪器轻便、探测效率高、花费少，应用比较广泛，并且不受地域限制等优点，已广泛应用于直接寻找磁铁矿、石油天然气和煤田构造的普查、划定沉积岩、变质岩的分布范围、地质构造分区以及区域地质填图等诸多方面。随着勘探深度与难度的增加，实现快速、精细化的磁法勘探成为研究的重点，而磁梯度比场具有更高的分辨能力，并且随着技术的进步，磁梯度张量的测量在磁法勘探中起着重要的作用。
随着计算技术和科技的进步，磁法勘探由过去的单个异常值的测量已经发展为多参量的测量，并且在进行磁测时，也可以测量磁梯度张量。我们知道磁梯度张量具有更高的分辨能力，对于浅地表异常体有很好的探测效果。1975年，在美国佛罗里达州巴拿马城海军近海岸实验室Wynn等采用磁梯度张量的数据可以对运动着的物体进行定位，但是该方法的误差与测点与物体之间的距离有很大关系。而在2003年，美国地质调查局采用磁力梯度张量系统对地下埋藏的未爆弹等强磁性体进行了探测，结果表明当采集的数据足够多，可以取得较好的探测效果。澳大利亚学者对地下某一明显走向的二维地质体进行了探测，磁力梯度张量数据的反演结果能够很好反演该地质体，但磁异常和总场异常不能很好地反演出该地质体。随着磁梯度仪器的发展以及磁梯度张量的优势凸显，高效高精度的磁测数据对于提高反演结果和处理解释有重要价值。
当前，针对磁梯度张量理论方法和研究主要是集中在磁梯度数据处理、数值模拟及反演成像方面，但对于磁梯度张量之间的变换研究较少。现有技术存在复杂度高、变换精度低、计算效率低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高磁梯度张量变换精度和计算效率的频率域磁梯度张量变换方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种频率域磁梯度张量变换方法，所述方法包括：
获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据所述偏移波数，对所述空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；
根据所述频率域磁梯度第一分量和所述变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；所述频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数为：
其中，
和
表示所述频率域磁梯度张量分量；
表示所述频率域磁位；i为虚数单位；k2表示中间变量。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数的方式为：
获取所述频率域磁梯度第一分量；
将所述频率域磁梯度第一分量代入所述关系函数对应的函数中，得到所述中间变量的表达式；
将所述中间变量的表达式代入所述关系函数其他函数中，得到所述频率域磁梯度张量其他分量的表达式；
根据所述频率域磁梯度张量其他分量的表达式和所述关系函数得到频率域磁梯度张量变换系数。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数为：
k＝(q+tg)Δk
其中，k表示偏移波数；Δk表示基波数，
N为所述节点数，tg表示高斯点，g＝1,2,3,4，表示高斯点序数，Δx为水平测线网格剖分间隔，q为频率域磁梯度张量变换，当q为偶数时，
当q为奇数时：
在其中一个实施例中，还包括：获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量，所述网格数据网格间隔均匀。
在其中一个实施例中，还包括：在对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量之后，根据所述空间域磁梯度张量得到空间域磁梯度分量，将所述空间域磁梯度分量用于地质目标体探测。
在其中一个实施例中，还包括：所述高斯参数包括高斯点个数及其值，高斯系数的个数及其值。
一种频率域磁梯度张量变换装置，所述装置包括：
网格数据获取模块，用于获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
高斯傅里叶变换模块，用于根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据所述偏移波数，对所述空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
频率域磁梯度张量变换系数获取模块，用于根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；
频率域磁梯度张量其他分量获取模块，用于根据所述频率域磁梯度第一分量和所述变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
高斯傅里叶反变换模块，用于对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
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：
获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据所述偏移波数，对所述空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；
根据所述频率域磁梯度第一分量和所述变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
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：
获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据所述偏移波数，对所述空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；
根据所述频率域磁梯度第一分量和所述变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
上述频率域磁梯度张量变换方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据，根据网格数据中的节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，对空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；由于在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与频率域磁梯度第一分量相等，根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，可得到频率域磁梯度张量变换系数，继而得到频率域磁梯度张量其他分量；对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。本发明采用单个磁梯度分量通过变换计算得到其他磁梯度分量的值，在频率域中进行，计算效率高，为磁梯度精细化反演成像提供了更多的有用信息，为得到更加合理的地质解释具有重要的理论价值。另外，该方法在保证计算效率的前提下有效抑制快速傅里叶变换方法的边界效应问题，提高了频率域磁梯度张量变换的精度。
附图说明
图1为一个实施例中频率域磁梯度张量变换方法的流程示意图；
图2为另一个实施例中频率域磁梯度张量变换方法的流程示意图；
图3为一个具体实施例中截面为矩形的二维磁异常模型示意图；
图4为一个具体实施例中采用本发明给出的磁梯度张量Uxz及其变换梯度分量Uxx的数值解与解析解及其相对误差；其中，a为采用本发明方法计算的磁梯度张量分量Uxx的解析解和数值解对比示意图；b为磁梯度张量分量Uxx的解析解和数值解的相对误差示意图；c为给出的输入磁梯度张量分量Uxz的解析解和数值解对比示意图；d为磁梯度张量分量Uxz的解析解和数值解的相对误差示意图；
图5为一个具体实施例中变换梯度张量分量Uzz、Uzx的数值解与解析解及其相对误差图；其中，a为采用本发明方法计算的磁梯度张量分量Uzz的解析解和数值解对比示意图；b为磁梯度张量分量Uzz的解析解和数值解的相对误差示意图；c为给出的输入磁梯度张量分量Uzx的解析解和数值解对比示意图；d为磁梯度张量分量Uzx的解析解和数值解的相对误差示意图；
图6为一个实施例中频率域磁梯度张量变换装置的结构框图；
图7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。
本申请提供的频率域磁梯度张量变换方法，可以应用于如下应用环境中。其中，终端执行一种频率域磁梯度张量变换方法。获取待分析区域水平测线上的网格数据，根据网格数据中的节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，对空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，可得到频率域磁梯度张量变换系数，继而得到频率域磁梯度张量其他分量；对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、平板电脑和便携式设备。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种频率域磁梯度张量变换方法，包括以下步骤：
步骤102，获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据。
航空磁梯度系统是在空中测量地磁场强度梯度的仪器系统，利用在飞机上按照给定装置方式安装几个磁探头，以测量各探头之间的地磁场差值。根据各磁探头安装方式可分成水平、垂直和全轴磁力梯度系统。
根据地下探测目标体的大小，设计相应的研究区域范围以及测线，建立网格，并测得所需观测线上的磁梯度分量各个观测点的值，网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量。
步骤104，根据节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据偏移波数，对空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量。
高斯傅里叶变换可以有效抑制快速傅里叶变换方法的边界效应问题，提高频率域磁梯度张量变换的精度。
步骤106，根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数。
其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与频率域磁梯度第一分量相等，例如测量磁梯度xz分量Txz，则满足Txz＝Uxz，其中Uxz为磁梯度张量xz分量。这是本发明的前提条件。频率域磁梯度第一分量可以是Txz、Txx、Tzz和Tzx，都满足所述前提条件。
步骤108，根据频率域磁梯度第一分量和变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量。
变换系数是频率域磁梯度张量其他分量与频率域磁梯度第一分量的关系系数，根据一个分量和变换系数，可以得到其他三个分量。
步骤110，对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
上述频率域磁梯度张量变换方法中，通过获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据，根据网格数据中的节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，对空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；由于在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与频率域磁梯度第一分量相等，根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，可得到频率域磁梯度张量变换系数，继而得到频率域磁梯度张量其他分量；对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。本发明采用单个磁梯度分量通过变换计算得到其他磁梯度分量的值，在频率域中进行，计算效率高，为磁梯度精细化反演成像提供了更多的有用信息，为得到更加合理的地质解释具有重要的理论价值。另外，该方法在保证计算效率的前提下有效抑制快速傅里叶变换方法的边界效应问题，提高了频率域磁梯度张量变换的精度。
在其中一个实施例中，还包括：根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与频率域磁梯度第一分量相等；频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数为：
其中，
和
表示频率域磁梯度张量分量；
表示频率域磁位；i为虚数单位；k2表示中间变量。
在其中一个实施例中，还包括：根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数的方式为：获取频率域磁梯度第一分量；将频率域磁梯度第一分量代入关系函数对应的函数中，得到中间变量的表达式；将中间变量的表达式代入关系函数其他函数中，得到频率域磁梯度张量其他分量的表达式；根据频率域磁梯度张量其他分量的表达式和关系函数得到频率域磁梯度张量变换系数。
在其中一个实施例中，还包括：根据节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数为：
k＝(q+tg)Δk
其中，k表示偏移波数；Δk表示基波数，
N为节点数，tg表示高斯点，g＝1,2,3,4，表示高斯点序数，Δx为水平测线网格剖分间隔，q为频率域磁梯度张量变换，当q为偶数时，
当q为奇数时：
在其中一个实施例中，还包括：获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量，网格数据网格间隔均匀。
在其中一个实施例中，还包括：在对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量之后，根据空间域磁梯度张量得到空间域磁梯度分量，将空间域磁梯度分量用于地质目标体探测。
在其中一个实施例中，还包括：高斯参数包括高斯点个数及其值，高斯系数的个数及其值。
应该理解的是，虽然图1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1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。
在另一个实施例中，如图2所示，提供了一种频率域磁梯度张量变换方法，包括：读入磁梯度分量网格数据，确定高斯点个数，计算高斯偏移波数，对读入磁梯度分量网格数据进行一维离散高斯傅里叶变换，再进行频率域磁梯度与磁位公式推导，根据频率域磁梯度与磁位公式计算频率域变换系数，得到频率域磁梯度张量各分量数据后，进行一维离散高斯傅里叶反变换，输出磁梯度各分量数据。具体包括以下步骤：
S1：输入磁梯度分量Txz水平测线上网格数据；
根据地下探测目标体的大小，设计相应的研究区域范围以及测线，并测得所需观测线上的磁梯度分量Txz各个观测点的值；
S2：确定高斯点个数；
在本发明的实施例中，采用的高斯点个数为4，相应的高斯系数个数为4，具体的高斯点tg和高斯系数cg分别可以表示为：
S3：计算高斯偏移波数k；
根据S1输入的磁梯度分量Txz水平测线上网格数据和给定的高斯参数，计算相对应的偏移波数；
偏移波数为：
k＝(q+tg)Δk (2)
式中，
其中Δk表示基波数，N为磁梯度分量Txz水平测线上网格数据节点个数，g＝1,2,3,4，表示高斯点个数。Δx为水平测线网格剖分间隔；当q为偶数时，则有
当q为奇数时：
S4.对S1网格数据采用S2和S3确定量进行一维离散高斯傅里叶变换；
式中，
表示所在观测高度z0上的频率域磁梯度，FT(·)表示一维离散高斯傅里叶变换。
S5.频率域磁梯度与磁位公式推导；
二度体磁梯度通过对磁位求二阶偏导，其张量形式可以表示为：
式中，U表示空间域磁位。
当观测点所在高度位于异常体上方时，根据傅里叶变换的微分特性，频率域磁位对x，z求导表达式为：
式中，
表示频率域磁位。
根据式(4)和(5)可得到频率域磁梯度张量分量与磁位之间的关系
S6.计算频率域变换系数；
对于张量航空磁梯度系统，在某一观测高度z0的测量磁梯度某一分量结果Txz＝Uxz，通过一维离散高斯傅里叶变换
并将其带入式(6)中：
式中，a，b，c分别表示变换系数，a＝i，b＝1，c＝-i。
S7：对S6计算的对应梯度频谱进行离散高斯傅里叶反变换；
式中，FT-1(·)表示一维离散高斯傅里反叶变换。
S8：输出磁梯度各分量数据；
通过S7一维离散傅里叶反变换，将频率域磁梯度张量各分量变换到空间域，从而得到空间域磁梯度张量各分量值，并输出磁梯度各分量数据等步骤。
在一个具体实施例中，研究区域有一个截面为矩形的模型如图3所示，研究区域范围：x方向从-500m到500m，z方向从0m到500m。网格数为200×200，水平方向网格间隔为5m，垂向网格间隔为2.5m。异常体范围沿x方向从-100m到100m，z方向从250m到350m，异常体的磁化率为0.01，地球正常磁场强度为45000nT，磁倾角为30°，磁偏角为0°。计算水平地面z＝0.0m上200个观测点的磁异常。
本发明方法利用Fortran语言编程实现，运行程序所用的个人电脑配置为：CPU-Inter Core i7-8700，主频为3.2GHz，运行内存为8.00GB。图4为采用本发明方法计算的磁梯度张量分量Uxx的解析解和数值解以及相对误差的对比，同时也给出了输入磁梯度张量分量的解析解和数值解以及相对误差，从右边等值线图中可以看出，采用本发明提出的频率域磁梯度张量变换方法计算的Uxx梯度分量与解析解吻合很好，相对误差均小于1％，可以看出该方法精度较高。图5即为本方法变换计算的梯度张量Uzz和Uzx分量，可以看出两个变换梯度分量解析解和数值解完全重合，从相对误差图可以看出该变换方法精度较高，能够满足野外勘探的需要，为磁法勘探精细化反演与地质解释具有更要的实用价值。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种频率域磁梯度张量变换装置，包括：网格数据获取模块602、高斯傅里叶变换模块604、频率域磁梯度张量变换系数获取模块606、频率域磁梯度张量其他分量获取模块608和高斯傅里叶反变换模块610，其中：
网格数据获取模块602，用于获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
高斯傅里叶变换模块604，用于根据节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据偏移波数，对空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
频率域磁梯度张量变换系数获取模块606，用于根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与频率域磁梯度第一分量相等；
频率域磁梯度张量其他分量获取模块608，用于根据频率域磁梯度第一分量和变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
高斯傅里叶反变换模块610，用于对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
频率域磁梯度张量变换系数获取模块606还用于根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与频率域磁梯度第一分量相等；频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数为：
其中，
和
表示频率域磁梯度张量分量；
表示频率域磁位；i为虚数单位；k2表示中间变量。
频率域磁梯度张量变换系数获取模块606还用于根据频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数的方式为：获取频率域磁梯度第一分量；将频率域磁梯度第一分量代入关系函数对应的函数中，得到中间变量的表达式；将中间变量的表达式代入关系函数其他函数中，得到频率域磁梯度张量其他分量的表达式；根据频率域磁梯度张量其他分量的表达式和关系函数得到频率域磁梯度张量变换系数。
高斯傅里叶变换模块604还用于根据节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数为：
k＝(q+tg)Δk
其中，k表示偏移波数；Δk表示基波数，
N为节点数，tg表示高斯点，g＝1,2,3,4，表示高斯点序数，Δx为水平测线网格剖分间隔，q为频率域磁梯度张量变换，当q为偶数时，
当q为奇数时：
高斯傅里叶反变换模块610还用于在对频率域磁梯度第一分量张量和频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量之后，根据空间域磁梯度张量得到空间域磁梯度分量，将空间域磁梯度分量用于地质目标体探测。
关于频率域磁梯度张量变换装置的具体限定可以参见上文中对于频率域磁梯度张量变换方法的限定，在此不再赘述。上述频率域磁梯度张量变换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7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频率域磁梯度张量变换方法。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7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方法实施例中的步骤。
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方法实施例中的步骤。
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)
1.一种频率域磁梯度张量变换方法，其特征在于，所述方法包括：
获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据所述偏移波数，对所述空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；
根据所述频率域磁梯度第一分量和所述变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等，包括：
根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；所述频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数为：
其中，
和
表示所述频率域磁梯度张量分量；
表示所述频率域磁位；i为虚数单位；k2表示中间变量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数，包括：
根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数的方式为：
获取所述频率域磁梯度第一分量；
将所述频率域磁梯度第一分量代入所述关系函数对应的函数中，得到所述中间变量的表达式；
将所述中间变量的表达式代入所述关系函数其他函数中，得到所述频率域磁梯度张量其他分量的表达式；
根据所述频率域磁梯度张量其他分量的表达式和所述关系函数得到频率域磁梯度张量变换系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，包括：
根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数为：
k＝(q+tg)Δk
其中，k表示偏移波数；Δk表示基波数，
N为所述节点数，tg表示高斯点，g＝1,2,3,4，表示高斯点序数，Δx为水平测线网格剖分间隔，q为频率域磁梯度张量变换，当q为偶数时，
当q为奇数时：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量，包括：
获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量，所述网格数据网格间隔均匀。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量之后，还包括：
根据所述空间域磁梯度张量得到空间域磁梯度分量，将所述空间域磁梯度分量用于地质目标体探测。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述高斯参数包括高斯点个数及其值，高斯系数的个数及其值。
8.一种频率域磁梯度张量变换装置，其特征在于，所述装置包括：
网格数据获取模块，用于获取张量航空磁梯度系统待分析区域水平测线上的网格数据；所述网格数据包括水平测线上的节点数和空间域磁梯度第一分量；
高斯傅里叶变换模块，用于根据所述节点数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据所述偏移波数，对所述空间域磁梯度第一分量进行一维离散高斯傅里叶变换，得到频率域磁梯度第一分量；
频率域磁梯度张量变换系数获取模块，用于根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；
频率域磁梯度张量其他分量获取模块，用于根据所述频率域磁梯度第一分量和所述变换系数，得到频率域磁梯度张量其他分量；
高斯傅里叶反变换模块，用于对所述频率域磁梯度第一分量张量和所述频率域磁梯度张量其他分量进行一维离散高斯傅里叶反变换，得到空间域磁梯度张量分量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，频率域磁梯度张量变换系数获取模块还用于根据所述频率域磁梯度第一分量和预设的频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数，得到频率域磁梯度张量变换系数；其中在张量航空磁梯度系统的任一观测高度，频率域磁梯度第一分量张量与所述频率域磁梯度第一分量相等；所述频率域磁梯度张量分量与频率域磁位之间的关系函数为：
其中，
和
表示所述频率域磁梯度张量分量；
表示所述频率域磁位；i为虚数单位；k2表示中间变量。
10.一种计算机设备，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。
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