殷康金

（云南富盛鋅鑫投資股份有限公司，云南 昆明 650000）

在實際的金屬礦勘探活動當中，測深工作所獲得的數(shù)據(jù)信號經(jīng)常會受到電磁場、物理環(huán)境、氣候等多種因素的影響，進而出現(xiàn)頻點離散、形態(tài)異常、誤差棒過大等負面問題，對相關人員的資料解析工作帶來了困擾。據(jù)此，我們有必要對基于EH4高頻大地電磁測深數(shù)聚的時頻分析方法進行分析研究，致力于尋找出能有效改善資料信息質(zhì)量、強化測深準確性的信息處理手段。

1 EH4高頻大地電磁測深的基本原理

1.1 EH4高頻大地電磁測深的探測機制

大地電磁測深，指通過對天然變化的電磁場水平分量的觀察，掌握地層電阻情況，以及地層厚度指標的探測方法。經(jīng)測量所得到的電磁信號，可以以曲線的形式呈現(xiàn)，提示被測量地層電阻率的大小。將其應用到巖石層電性結(jié)構(gòu)的分析過程中，對人類了解地球動力學，可起到較大的參考價值。

1.2 Maxwell方程組及線性偏振波

EH4高頻大地電磁測深數(shù)據(jù)時頻的分析，應借助“Maxwell方程組”而實現(xiàn)。探測過程中，假設探測區(qū)域為平面，且電磁波能夠以垂直形式，射入大地中。如排除位移電流的影響，則可建立Maxwell方程組如下：αEy/αz=wμHx；αEx/αz=wμHy；Hz=0；αHy/αz=ζEx；αHx/αz=ζEy；Ez=0。

上述方程組中，E代表電磁場分量，H代表偏振波，x、y、z代表坐標系的軸，其余數(shù)值則為常數(shù)。在“αEy/αz=wμHx”中，假設z軸中，Ey與Hx有關，且僅與其有關。此時，Ey與Hx的傳播方向，則均為z軸。上述現(xiàn)象，既“線性偏振波”現(xiàn)象。

1.3 視電阻率

假設大地均勻，由電磁波在介質(zhì)中擴散的趨膚深度定義以及Maxwell方程組可知，平面電磁波的深度公式應為：Z=Ex/Hy=Ey/Hx=（-wμφ）1/2。結(jié)合上述公式計算，既可得到大地的視電阻率數(shù)值。

2 EH4高頻大地電磁測深數(shù)據(jù)序列的讀取方式

2.1 分段存儲與讀取

EH4高頻大地電磁測深數(shù)據(jù)讀取結(jié)構(gòu)，完全繼承了傳統(tǒng)電子設備大數(shù)據(jù)記錄與傳輸?shù)膬?yōu)勢，將不同形態(tài)的EH4高頻大地電磁測深波，均整合為階段性存儲的數(shù)據(jù)，確保其數(shù)據(jù)記錄，與前期數(shù)據(jù)信息收集，后期數(shù)據(jù)信息運用形成完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系。

當EH4高頻大地電磁測深探測程序，將地面檢測的信息傳輸?shù)降孛嫔虾?，系統(tǒng)將自主進行頻率段的階段性分布處理，最后再將評定的信息進行存儲[1]。

2.2 數(shù)據(jù)模型化識別與存儲

EH4高頻大地電磁測深的數(shù)據(jù)序列存儲方式，也將數(shù)列整合與排列作為其數(shù)據(jù)整合的一種方式。EH4高頻大地電磁測深的每一次數(shù)據(jù)信號的排列與調(diào)整，都會產(chǎn)生一串完整的信息傳輸信號。

與傳統(tǒng)的地理檢測信號裝置相比，EH4高頻大地電磁測深數(shù)據(jù)排列信號的分析，其傳輸過程更加自由、其存儲的空間也更大，EH4高頻大地電磁測深的數(shù)據(jù)保存時長性也較長。

2.3 連貫性讀取

EH4高頻大地電磁測深的時頻分析，采取連貫性讀取的方式，對地理檢測的信息進行綜合性評定，隨時隨地的與外部檢測系統(tǒng)的需求相互吻合，保障信息傳輸、存儲、應用三者協(xié)調(diào)運用，也是EH4高頻大地電磁測深數(shù)據(jù)序列的讀取方式的體現(xiàn)。

3 EH4高頻大地電磁測深數(shù)據(jù)的時頻分析方法

人們主要應用“希爾伯特—黃變換”（HHT）這一方法進行EH4高頻打的電磁測深數(shù)據(jù)的時頻分析。從技術結(jié)構(gòu)上講，“HTT”方法主要由經(jīng)驗模態(tài)分解（Empirical Mode Decomposition，簡稱EMD）和譜分析（Hilbert Spectral Analysis，簡稱HSA）兩個部分組成，并在現(xiàn)代地球物理工程、生物醫(yī)學工程等領域中實現(xiàn)了良好的應用效果。

在“HHT”方法的實際應用當中，任何一個復雜、繁瑣的數(shù)據(jù)信號，都可被“EMD”技術分解為多個固有的模態(tài)函數(shù)，其公式為為用于分解的固有模態(tài)函數(shù)，表示信號當前的變化量均值。由此，通過該公式進行分解運算，即可得到最終的固有函數(shù)（MFs），并將其變換為具有物理分析價值的瞬時頻率（Instantaneous Frequencies，簡稱IF）。

進一步來講，應用“HHT”方法中的“EMD”分解方式進行視頻分析運算，還可具體分為以下幾個步驟：首先，將測深識別信號設為x（t），并推算出其極大值、極小值；其后，再將兩個極值點進行序列插值，進而在信號圖像中形成兩條包絡線emax（t）與emin（t）；再后，結(jié)合包絡線與識別信號x（t），推導出均值m（t），并將其從信號x（t）中減去，獲得結(jié)果c（t）。其后，不斷重復上述運算步驟，直至將時頻信息全部分析取出，留下最終的原始信號[2]。

4 總結(jié)

總而言之，將EH4高頻大地電磁測深技術應用到測深工作當中，是勘探行業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、高效化的必由之路。分析可知，EH4大地電磁觀測技術系統(tǒng)已經(jīng)成為了金屬礦探測等地球物理勘探領域的重要方法，其依靠非線性、自適應的時頻信息分析能力，能有效評估出大地的阻抗丈量，降低外界因素對信號質(zhì)量的干擾，進而為相關人員提供出更加準確、穩(wěn)定的測深信息支持。