奇异值分解在大地电磁信噪分离中的应用研究
摘要
本文针对矿集区大地电磁采集过程中常包含强噪声干扰这一关键问题,引入奇异值分解对大地电磁信噪分离方法进行研究.介绍了奇异值分解的基本原理,通过求解信号的协方差矩阵,对其进行奇异值分解.根据奇异值的大小按照递减顺序排列,研究奇异值与信号及噪声能量的集中映射情况;采用统计学规律选取合适的阈值,将含噪信号分解为信号子空间和噪声子空间,并在尽量剔除噪声子空间的同时近似恢复出原始的有用信号.实验通过在仿真信号中加入典型的大地电磁强噪声干扰类型来检验奇异值分解的去噪能力,并将其应用于矿集区含复杂噪声干扰类型的实测点进行去噪处理。借鉴信噪比、电磁场极化方向等评价方式,对比分析信噪分离前后信号的去噪效果。仿真结果表明,该方法是切实可行的,有效地提取了矿集区大地电磁信号中含强干扰的大尺度噪声轮廓曲线,压制了基线漂移现象,得到的时问域信号中包含了更多的与天然大地电磁场特征一致的随机的低频细节信息;获得的视电阻率曲线较为光滑、连续,视电阻率值相对稳定,大地电磁测深数据质量得到了有效改善。该方法为矿集区海量大地电磁信号与强干扰分离提供了新的解决途径,具有非常重要的理论意义与实际价值,应用前景广阔。