CN117538944B - 一种大地电磁功率谱的挑谱方法 - Google Patents

一种大地电磁功率谱的挑谱方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大地电磁功率谱的挑谱方法，将传统人工挑选功率谱的过程转换成矩阵计算的过程，通过矩阵计算得到对应的叠加总功率谱；将总功率谱换算成电阻率和相位，再对电阻率和相位进行反演，计算反演前后的电阻率和相位的差值。通过不断改变子功率谱的组合得到不同的挑谱结果矩阵，直到反演得到的电阻率和相位与子功率谱矩阵经过挑谱后计算出来的视电阻率和相位之间的差值在预设范围内，即可输出当前最优的挑谱结果矩阵作为最终的挑谱结果，有效解决了现有技术中人工挑点费时费力，严重依赖个人经验，具有很大的主观性和随机性的技术问题，极大节省了人力与时间成本，避免了由人工挑选功率谱带来的主观性和随机性，提高了实测MT数据的质量。

Description

一种大地电磁功率谱的挑谱方法
技术领域
本发明涉及大地电磁数据处理技术领域，尤其涉及一种大地电磁功率谱的挑谱方法。
背景技术
大地电磁测深法(Magnetotelluric，MT)是一种利用天然交变电磁场探测地下电性结构的地球物理勘探方法。MT最早由苏联科学家吉洪诺夫和法国科学家卡尼亚分别独立提出。经过七十年的发展，其在仪器制造、数据采集、数据处理分析、反演解释等方面都已经发展得非常成熟，成为了地球物理探测方法中的一个重要的分支。然而，在经济飞速发展的今天，日益严重的人文噪声污染了MT信号。特别是在人口密集的城市及其周边地区，人文干扰强，实测数据的信噪比极低，因而很难从受污染的时间序列中得到稳定可靠的MT响应。噪声使得MT响应严重失真，导致后续反演结果不可靠，极大的影响了MT对地下结构分析解释的可靠性，甚至带来错误的解释结果。通常为了压制噪声，需要对大地电磁时间序列进行分段，计算获取多个功率谱，然后通过人机交互的方式完成功率谱的挑选，而在人工挑谱的过程中，并无明显的规律只能凭借主观感觉进行挑点，因此，人工挑点非常费时费力，而且严重依赖个人经验，具有很大的主观性和随机性。
发明内容
本发明通过提供一种大地电磁功率谱的挑谱方法，解决了现有技术中人工挑点非常费时费力，而且严重依赖个人经验，具有很大的主观性和随机性的技术问题，实现了极大节省人力与时间成本，可以有效的、稳定的挑选出最优的功率谱，避免由人工挑选功率谱而带来的主观性和随机性，提高实测MT数据质量的技术效果。
本发明提供了一种大地电磁功率谱的挑谱方法，包括：
从子功率谱矩阵A中挑选子功率谱，得到挑谱结果矩阵B；
将所述子功率谱矩阵A和所述挑谱结果矩阵B相乘，得到总功率谱矩阵C；
通过所述总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算得到视电阻率与相位；
对所述计算得到的视电阻率与相位进行反演，得到反演后的电阻率与相位；
将所述计算得到的视电阻率与相位分别与所述反演后的电阻率与相位做差；
将电阻率的差值和相位的差值分别与电阻率误差和相位误差进行比较，若所述电阻率的差值小于所述电阻率误差且所述相位的差值小于所述相位误差，保留所述挑谱结果矩阵B。
具体来说，所述从子功率谱矩阵A中挑选子功率谱，得到挑谱结果矩阵B，包括：
对所述子功率谱矩阵A中的子功率谱进行n次不放回的抽取n-1个子功率谱，n为所述子功率谱矩阵A中子功率谱的总数，计算出每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗；
将所述每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗与阻抗的平均值求差值；
若所述每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗与所述阻抗的平均值的差值大于预设的比较阈值，则不挑选当次未被抽取的子功率谱，得到所述挑谱结果矩阵B。
具体来说，所述通过所述总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算得到视电阻率与相位，包括：
通过公式计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的阻抗张量Zxy；其中，Cab是所述总功率谱矩阵C中对应位置的元素，a是行数，b是列数，i是虚数单位；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的阻抗张量Zyx；
通过公式ρxy＝0.2T|Zxy|2计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的视电阻率ρxy；其中，T是电磁波的周期；
通过公式ρyx＝0.2T|Zyx|2计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的视电阻率ρyx；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的相位Pxy；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的相位Pyx。
具体来说，在对所述计算得到的视电阻率与相位进行反演之前，对所述计算得到的视电阻率与相位进行中值滤波，得到滤波后的视电阻率与相位；
将所述滤波后的视电阻率与相位分别与计算得到的视电阻率与相位进行比较；如果它们之间有的频点对应的视电阻率与相位的差值均大于预设的比较值，则判定该点为飞点，不参与反演。
具体来说，所述对所述计算得到的视电阻率与相位进行反演，得到反演后的电阻率与相位，包括：
给定一个预设层数的初始地电模型，然后利用所述初始地电模型初步设置的电阻率和厚度采用大地电磁法的解析解计算得到视电阻率和相位，计算所述视电阻率和相位与总功率谱计算得到的视电阻率与相位的拟合差；
如果所述拟合差大于预设值，则根据梯度下降最快的方向修改所述初始地电模型中每一层的真电阻率和厚度，不断重复此过程，直到所述拟合差小于所述预设值，则反演结束，得到最终模型的电阻率和相位。
具体来说，所述电阻率误差由所述计算得到的视电阻率乘以预设电阻率阈值得到；所述相位误差由所述计算得到的相位乘以预设相位阈值得到；
若所述电阻率的差值小于所述电阻率误差且所述相位的差值小于所述相位误差，还包括：
将所述预设电阻率阈值和所述预设相位阈值均乘以衰减系数得到新的电阻率阈值和相位阈值进行后续挑谱结果矩阵的差值与误差的比较，保留得到多个挑谱结果矩阵；
选择所述电阻率的差值和所述相位的差值之和最小的挑谱结果矩阵作为最终的挑谱结果。
具体来说，通过公式计算得到所述衰减系数ρ。
具体来说，所述预设电阻率阈值大于所述预设相位阈值。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、读取MT功率谱数据文件，得到子功率谱矩阵；将子功率谱矩阵中的挑谱结果变换为一个只包含“0”和“1”的挑谱结果矩阵，在这个挑谱结果矩阵中，“0”代表不挑选子功率谱矩阵中对应位置的子功率谱，“1”代表挑选子功率谱矩阵中对应位置的子功率谱，因此，本发明将传统人工挑选功率谱的过程转换成矩阵计算的过程，即叠加总功率谱矩阵C＝挑谱结果矩阵B*子功率谱矩阵A，通过矩阵计算可以得到对应的叠加总功率谱；将一开始得到的总功率谱换算成电阻率和相位数据，再对电阻率和相位数据进行反演，再计算反演前后的电阻率和相位的差值。基于穷举法来不断的改变子功率谱的组合得到不同的挑谱结果矩阵，直到反演计算出来的电阻率和相位与子功率谱矩阵经过挑谱后计算出来的视电阻率和相位之间的差值在预设范围内，即可输出当前的最优的挑谱结果矩阵作为最终的挑选子功率谱的挑选结果。本发明有效解决了现有技术中人工挑点非常费时费力，而且严重依赖个人经验，具有很大的主观性和随机性的技术问题，实现了极大节省人力与时间成本，可以有效的、稳定的挑选出最优的功率谱，避免由人工挑选功率谱而带来的主观性和随机性，提高实测MT数据质量的技术效果。
2、在进行第一次匹配反演前，对视电阻率和相位进行中值滤波，通过滤波结果与原数据结果进行对比来判断飞点，飞点不参与匹配反演，从而提高了一维匹配反演的准确度，进而提高了挑谱的准确度。
3、通过将阈值乘以衰减系数可以使得阈值在每次迭代中以指数级递减，从而减小误差，进而使得在每次迭代中能够更快地接近所寻求的目标值或者更快地收敛到期望的状态，提高了挑谱的速度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的大地电磁功率谱的挑谱方法的原理图；
图2为本发明实施例提供的大地电磁功率谱的挑谱方法的流程图；
图3为通过本发明实施例提供的大地电磁功率谱的挑谱方法迭代矩阵B过程中的误差值变化图；
图4为MT数据经过本发明实施例挑谱前后的对比图；
图5为本发明实施例的处理结果与人工处理结果的对比图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种大地电磁功率谱的挑谱方法，解决了现有技术中人工挑点非常费时费力，而且严重依赖个人经验，具有很大的主观性和随机性的技术问题，实现了极大节省人力与时间成本，可以有效的、稳定的挑选出最优的功率谱，避免由人工挑选功率谱而带来的主观性和随机性，提高实测MT数据质量的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
S1：读取MT功率谱数据文件，并将读取的数据处理成矩阵的形式即总功率谱矩阵与子功率谱矩阵。具体地，正常读取出来的MT功率谱文件是包含40个频点且每个频点包含20个子点的数据，在实际处理中需要读取高频的MT文件与低频的MT文件，并将它们组合即高频的前10个点不变、低频的后10个点不变但高频的后30个频点与低频的前30个频点需要组合成30个频点40个子点。在本实施例中，将每一个频点当作一个矩阵，子点为矩阵内的元素即可得到1×20与1×40形式的矩阵，此时把矩阵中的元素之和的结果称为总功率谱矩阵，把1×20与1×40形式的矩阵称为子功率谱矩阵，子功率谱矩阵中的元素为子功率谱。在实际中，低频的数据最多到34个频点即后6个点都是0，这样舍去后6个点后便可得到含44个频点的数据；
S2：将挑选结果变换为一个只包含“0”和“1”的矩阵B，矩阵B中的“0”代表不选子功率谱矩阵中对应的子功率谱，“1”代表选择子功率谱矩阵中对应的子功率谱，例如：B＝[1，1，...，1]即选择子功率谱矩阵中所有的子功率谱。因此，本发明实施例将挑选MT子功率谱叠加得到总功率谱的过程转换成矩阵计算的过程即：C＝AB，式中，C为叠加得到的总功率谱矩阵，A为子功率谱矩阵，B为挑谱结果矩阵；矩阵B为20×1或40×1形式，其形式取决于矩阵A；
S3：通过叠加的总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算视电阻率与相位；
具体地，下式为电、磁场与阻抗张量的基本关系式：
上式的两边乘以频谱值E*(ω)及H*(ω)，则得到如下式所示的关系式：
上式中的A，B可分别取显然通过上式可以求得平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的阻抗张量Zxy和平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的阻抗张量Zyx，如下式：
令A，B分别为Rx(ω)与Ry(ω)，带入矩阵C可得下式：
式中：Cab是矩阵C对应位置的元素，其中，a为行数，b为列数，i是虚数单位。
S4：利用总功率谱计算得到的视电阻率和相位进行一维匹配反演，计算反演得到的电阻率和相位。需要说明的是，在一维匹配反演前，需要对相位与视电阻率进行滤波，将滤波结果与滤波前的相位与视电阻率进行比较；如果它们之间有的频点对应的视电阻率和相位的差值大于拟合值的20％，则判定该点为飞点不参与反演；
S5：将总功率谱一维匹配反演得到的视电阻率和相位与叠加的总功率谱计算出来的视电阻率与相位进行做差，将差值与预先设置的误差进行比较。其中，误差由当前电阻率或相位乘以预设阈值得到。如果差值小于设置的误差值，则将当前挑选的子谱保留同时将预设阈值乘以设置的衰减系数得到新的阈值进行后续迭代计算。如果差值大于设置的误差值，则此次挑谱结果不作保留；
S6：重新生成矩阵B且矩阵B与前面生成的挑谱结果矩阵不同，然后重复步骤S2、S3、S4、S5和S6直至阈值小于预先设置的最小值或直到穷举完矩阵B的所有排列方式或挑选结果符合预设的要求，对所有保留的挑谱结果矩阵的电阻率的差值和相位的差值做差得到总差值，按总差值的大小进行排序，选择最小的总差值对应的子谱选择作为最终的挑选结果；
上述步骤S5和S6，实际是不断地迭代不同的挑谱结果矩阵B计算每次的矩阵B的叠加的总功率谱，将叠加的总功率谱计算出来的视电阻率和相位与总功率谱一维反演得到的视电阻率和相位进行做差，直至迭代至指定的次数或者将矩阵B的所有排列方式全部迭代完，这一过程即为穷举的过程，迭代完后根据总差值的大小进行排序，选择总差值最小的挑谱结果矩阵作为最终结果。在排序前通过判断差值是否小于预先设置的阈值来过滤掉不正确的矩阵B，同时通过不断地减小指定的阈值来加快结果的收敛，从而减小后续排序的计算量。
S7：对挑谱完后的总功率谱进行阻抗估计计算视电阻率与相位，比较它们的值与对应的一维匹配反演结果之间的差值是否满足要求。若满足，则输出挑谱后的功率谱组合文件，进而得到大地电磁标准格式功率谱EDI文件，否则回到步骤S4继续运行。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图2，本发明实施例提供的大地电磁功率谱的挑谱方法，包括：
步骤S110：从子功率谱矩阵A中挑选子功率谱，得到挑谱结果矩阵B；
对本步骤进行具体说明，从子功率谱矩阵A中挑选子功率谱，得到挑谱结果矩阵B，包括：
对子功率谱矩阵A中的子功率谱进行n次不放回的抽取n-1个子功率谱，n为子功率谱矩阵A中子功率谱的总数，计算出每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗；
将每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗与阻抗的平均值求差值；
若每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗与阻抗的平均值的差值大于预设的比较阈值，则不挑选当次未被抽取的子功率谱，得到挑谱结果矩阵B，不被挑选的子功率谱对应于挑谱结果矩阵B中的位置为0。通过这种方法可以得到一个初始的挑谱结果矩阵B，即0和1的组合，后续会根据反演的需要对矩阵B的组合进行挑选。
在本实施例中，预设的比较阈值为阻抗的平均值的20％。
步骤S120：将子功率谱矩阵A和挑谱结果矩阵B相乘，得到总功率谱矩阵C，即C＝AB，将其展开可以得到其中，i是对应子功率谱的位置，即第i个子功率谱，n是子功率谱的总数量，子功率谱矩阵A与总功率谱矩阵C都为7x7的矩阵，其内部形式如下：
步骤S130：通过总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算得到视电阻率与相位；
对本步骤进行具体说明，通过总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算得到视电阻率与相位，包括：
通过公式计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的阻抗张量Zxy；其中，Cab是总功率谱矩阵C中对应位置的元素，a是行数，b是列数，i是虚数单位；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的阻抗张量Zyx；
通过公式ρxy＝0.2T|Zxy|2计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的视电阻率ρxy；其中，T是电磁波的周期，单位为秒；
通过公式ρyx＝0.2T|Zyx|2计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的视电阻率ρyx；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的相位Pxy；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的相位Pyx。
步骤S140：对计算得到的视电阻率与相位进行反演，得到反演后的电阻率与相位；
对本步骤进行具体说明，对计算得到的视电阻率与相位进行反演，得到反演后的电阻率与相位，包括：
给定一个预设层数的初始地电模型(频率，每一层的真实电阻率和厚度)，然后利用初始地电模型初步设置的电阻率和厚度采用大地电磁法的解析解计算得到视电阻率和相位，计算视电阻率和相位与总功率谱计算得到的视电阻率与相位的拟合差；
如果拟合差大于预设值，则根据梯度下降最快的方向修改初始地电模型中每一层的真电阻率和厚度，不断重复此过程，直到拟合差小于预设值，则反演结束，得到最终模型的电阻率和相位，即反演后的电阻率与相位。
在本实施例中，初始地电模型的层数为40层。预设值为2％。
为了判断飞点，使飞点不参与反演，从而提高反演的准确度，在对计算得到的视电阻率与相位进行反演之前，对计算得到的视电阻率与相位进行中值滤波，得到滤波后的视电阻率与相位；
将滤波后的视电阻率与相位分别与滤波前的视电阻率与相位进行比较；如果它们之间有的频点对应的视电阻率与相位的差值均大于预设的比较值，则判定该点为飞点，不参与反演。
在本实施例中，预设的比较值为20％。
步骤S150：将计算得到的视电阻率与相位分别与反演后的电阻率与相位做差；
步骤S160：将电阻率的差值和相位的差值分别与电阻率误差和相位误差进行比较，若电阻率的差值小于电阻率误差且相位的差值小于相位误差，保留挑谱结果矩阵B。
具体地，电阻率误差由计算得到的视电阻率乘以预设电阻率阈值得到；相位误差由计算得到的相位乘以预设相位阈值得到；
若电阻率的差值小于电阻率误差且相位的差值小于相位误差，还包括：
将预设电阻率阈值和预设相位阈值均乘以衰减系数得到新的电阻率阈值和相位阈值进行后续挑谱结果矩阵的差值与误差的比较，保留得到多个挑谱结果矩阵；例如：当前的阈值为yi，衰减系数为ρ，那么有yi＝yi-1*ρ。其中，yi-1为上一次的阈值，通过衰减系数调整阈值可以加快结果的收敛速度。
具体地，通过公式计算得到衰减系数ρ，即当相位差值较大时，取较小的衰减系数以加快收敛速度；当相位差值较小时，取较大的衰减系数以减缓收敛速度。
选择电阻率的差值和相位的差值之和最小的挑谱结果矩阵作为最终的挑谱结果。
为了优先挑选出更准确的相位，预设电阻率阈值大于预设相位阈值。
表1为不同处理方法的均方误差对比表，由表1可知，本发明实施例能够有效的减小反演结果与挑谱后结果之间的误差，改善MT数据的质量。
表1不同处理方法的均方误差对比表
图3为完成挑点后输出的所有频点对应的视电阻率与相位的误差和的部分内容，参见图3，本发明实施例能够逐步减小挑点过程中的误差，也可以对于误差较大的点进行单独挑点。参见图4，本发明实施例能够有效改善MT数据的质量，明显优于功率谱全叠加阻抗估计，有效降低了噪声对阻抗估计的影响。参见图5，本发明实施例的压制噪声效果良好。
综上所述，为了降低电磁干扰对大地电磁资料阻抗张量估计的影响，解决MT数据处理中人工挑选功率谱费时费力、主观性和随机性强的问题，本发明实施例提出了一种将挑点过程变换为矩阵计算的大地电磁测深法功率谱挑选方法，该方法通过计算由矩阵计算得到的叠加总功率谱阻抗估计计算的视电阻率和相位的结果与总功率谱矩阵计算得到的视电阻率和相位的一维反演值之间的差值，利用递减阈值来更新挑选结果矩阵，即通过减小挑选后叠加的总功率谱矩阵的视电阻率和相位与总功率谱计算的视电阻率和相位的一维反演值之间的差值，最后通过重复改变挑选结果矩阵和减小阈值来获得最小的差值对应的挑谱结果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明实施例未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，包括：
从子功率谱矩阵A中挑选子功率谱，得到挑谱结果矩阵B；
将所述子功率谱矩阵A和所述挑谱结果矩阵B相乘，得到总功率谱矩阵C；
通过所述总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算得到视电阻率与相位；
对所述计算得到的视电阻率与相位进行反演，得到反演后的电阻率与相位；
将所述计算得到的视电阻率与相位分别与所述反演后的电阻率与相位做差；
将电阻率的差值和相位的差值分别与电阻率误差和相位误差进行比较，若所述电阻率的差值小于所述电阻率误差且所述相位的差值小于所述相位误差，保留所述挑谱结果矩阵B。
2.如权利要求1所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，所述从子功率谱矩阵A中挑选子功率谱，得到挑谱结果矩阵B，包括：
对所述子功率谱矩阵A中的子功率谱进行n次不放回的抽取n-1个子功率谱，n为所述子功率谱矩阵A中子功率谱的总数，计算出每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗；
将所述每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗与阻抗的平均值求差值；
若所述每次被抽取的子功率谱叠加后的阻抗与所述阻抗的平均值的差值大于预设的比较阈值，则不挑选当次未被抽取的子功率谱，得到所述挑谱结果矩阵B。
3.如权利要求1所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，所述通过所述总功率谱矩阵C进行阻抗估计计算得到视电阻率与相位，包括：
通过公式计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的阻抗张量Zxy；其中，Cab是所述总功率谱矩阵C中对应位置的元素，a是行数，b是列数，i是虚数单位；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的阻抗张量Zyx；
通过公式ρxy＝0.2T|Zxy|2计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的视电阻率ρxy；其中，T是电磁波的周期；
通过公式ρyx＝0.2T|Zyx|2计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的视电阻率ρyx；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿X轴的分量与磁场沿Y轴的分量的相位Pxy；
通过公式计算得到平面电磁波电场沿Y轴的分量与磁场沿X轴的分量的相位Pyx。
4.如权利要求1或3所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，在对所述计算得到的视电阻率与相位进行反演之前，对所述计算得到的视电阻率与相位进行中值滤波，得到滤波后的视电阻率与相位；
将所述滤波后的视电阻率与相位分别与计算得到的视电阻率与相位进行比较；如果它们之间有的频点对应的视电阻率与相位的差值均大于预设的比较值，则判定该点为飞点，不参与反演。
5.如权利要求1所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，所述对所述计算得到的视电阻率与相位进行反演，得到反演后的电阻率与相位，包括：
给定一个预设层数的初始地电模型，然后利用所述初始地电模型初步设置的电阻率和厚度采用大地电磁法的解析解计算得到视电阻率和相位，计算所述视电阻率和相位与总功率谱计算得到的视电阻率与相位的拟合差；
如果所述拟合差大于预设值，则根据梯度下降最快的方向修改所述初始地电模型中每一层的真电阻率和厚度，不断重复此过程，直到所述拟合差小于所述预设值，则反演结束，得到最终模型的电阻率和相位。
6.如权利要求1所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，所述电阻率误差由所述计算得到的视电阻率乘以预设电阻率阈值得到；所述相位误差由所述计算得到的相位乘以预设相位阈值得到；
若所述电阻率的差值小于所述电阻率误差且所述相位的差值小于所述相位误差，还包括：
将所述预设电阻率阈值和所述预设相位阈值均乘以衰减系数得到新的电阻率阈值和相位阈值进行后续挑谱结果矩阵的差值与误差的比较，保留得到多个挑谱结果矩阵；
选择所述电阻率的差值和所述相位的差值之和最小的挑谱结果矩阵作为最终的挑谱结果。
7.如权利要求6所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，通过公式计算得到所述衰减系数ρ。
8.如权利要求6或7所述的大地电磁功率谱的挑谱方法，其特征在于，所述预设电阻率阈值大于所述预设相位阈值。
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