低緯度地區(qū)磁構(gòu)造格架自動提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種低紳度地區(qū)磁構(gòu)造格架自動提取方法，是一項基于磁異常數(shù)據(jù)進 行地質(zhì)構(gòu)造探測的技術(shù)。更具體地，本發(fā)明設(shè)及圖像處理、地球物理、地質(zhì)學(xué)、礦產(chǎn)勘查等領(lǐng) 域，根據(jù)本發(fā)明的方法能直接應(yīng)用于礦產(chǎn)勘探和相關(guān)地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域等。
【背景技術(shù)】
[0002] 航磁方法具有高效、經(jīng)濟、快速、可W覆蓋很多難W到達的景觀地區(qū)等優(yōu)點，在金 屬礦床勘查評價中發(fā)揮越來越重要的作用，特別是高精度航磁測量技術(shù)的發(fā)展，使基于磁 異常數(shù)據(jù)進行控制礦床形成的地質(zhì)構(gòu)造探測方法，在金屬礦床勘探的選區(qū)到祀?yún)^(qū)定位的各 個階段都具有重要意義。
[0003] 受磁化方向影響，磁異常相對于重力異常更復(fù)雜?，F(xiàn)代磁力儀通常記錄的總磁場 強度（TotalMa即eticIntensity,縮寫TMI)，相當于平行于地球主磁場方向的分量。通過 對TMI進行地磁正常場校正可得到TMI異常。受斜磁化的影響，TMI異常存在側(cè)向偏移、形 態(tài)變形、正負值改變等問題。通常需要對TMI異常數(shù)據(jù)進行化極（Re化ctiontopole)處 理來消除該樣因素的影響。化極將觀測的?I異常轉(zhuǎn)換成垂直磁化情況下的垂直磁異常， 即將觀測的?I異常轉(zhuǎn)換成可W在北磁極測量的異常，從而將磁異常遷移至源區(qū)正上方， 便于磁異常的地質(zhì)解釋。
[0004] 但是，由于受較小的磁傾角和噪聲的影響，對低紳度（通常指磁傾角在±20°之 間）地區(qū)的?I異常數(shù)據(jù)進行化極難W得到可靠的垂直磁化磁異常數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的基于化極 后?I異常數(shù)據(jù)進行磁構(gòu)造信息自動識別和提取的方法，例如解析信號法、歐拉反權(quán)積法、 相位對稱法（Phasesymmetry)、位場多尺度邊緣檢測方法、位場多方向多尺度邊緣檢測方 法等，均不適用于低紳度地區(qū)的磁構(gòu)造信息自動識別。
[0005] 因此，需要提供一種能夠基于低紳度地區(qū)磁異常數(shù)據(jù)高精度地提取地質(zhì)構(gòu)造格架 的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種構(gòu)造格架自動提取方法， 能夠快速得到該地區(qū)控制礦床形成的地質(zhì)構(gòu)造信息，從而實現(xiàn)金屬礦床祀?yún)^(qū)定位。根據(jù)本 發(fā)明的低紳度地區(qū)磁構(gòu)造格架自動提取方法不僅可W得到線性構(gòu)造（Lineaments)，還可W 得到環(huán)形構(gòu)造，本發(fā)明將由此得到的構(gòu)造定義為構(gòu)造格架（Struc化ral化amework)。
[0007]TMI異常數(shù)據(jù)的傾斜導(dǎo)數(shù)（Tiltderivative,縮寫TDR)的總水平導(dǎo)數(shù)（Total horizontalderivatives)和解析信號（Anal}fticsignal)均不受磁傾角影響，計算結(jié)果與 磁傾角值大小無關(guān)，可直接對?I異常數(shù)據(jù)進行TDR的總水平導(dǎo)數(shù)和解析信號的計算，而無 需進行化極處理。但是，解析信號法的計算結(jié)果將增大磁異常范圍，損失地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)狀信息 和構(gòu)造分區(qū)信息，并且對地質(zhì)構(gòu)造的識別不敏感。然而，目前傾斜導(dǎo)數(shù)的總水平導(dǎo)數(shù)的結(jié)果 均W網(wǎng)格圖像或等值線圖的形式表達，無法表征構(gòu)造深度、主次關(guān)系、切割關(guān)系、磁性強弱 等對于地質(zhì)解釋和找礦有重要意義的信息。傳統(tǒng)的基于水平梯度的邊緣檢測方法因為沒有 考慮數(shù)據(jù)的方向性信息，而不能得到完整、準確的磁異常源體（Sourcebodiesofmagnetic anomalies)邊界位置。本發(fā)明通過對經(jīng)預(yù)處理得到的?I異常數(shù)據(jù)進行多個尺度下基于其 傾斜導(dǎo)數(shù)的總水平導(dǎo)數(shù)的多方向邊緣檢測，可有效識別和建立低紳度地區(qū)的磁構(gòu)造格架。 因此，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造格架自動提取方法特別適用于低紳度地區(qū)磁法測量數(shù)據(jù)的構(gòu)造格 架自動提取。
[000引根據(jù)本發(fā)明，提供一種構(gòu)造格架自動提取方法，該方法包括W下步驟：
[0009] 對來自待研究區(qū)域的磁法或重力測量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，得到總磁場強度?I異常 數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)；
[0010] 將所得到的?I異常數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，并將網(wǎng)格化的?I異常數(shù) 據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)向上延拓多個預(yù)定高度，得到多個尺度的網(wǎng)格化?I異常數(shù)據(jù)或布 格重力異常數(shù)據(jù)Th，h為向上延拓后的高度；
[0011] 分別利用每一尺度的網(wǎng)格化?I異常數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)Th計算各尺度的 ?i異常數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)的傾斜導(dǎo)數(shù)TDRh;
[0012]分別針對每一尺度的網(wǎng)格化?I異常數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)的傾斜導(dǎo)數(shù)，進行 基于水平梯度的多方向邊緣檢測，得到各尺度的磁或重力異常源體邊緣；
[0013] 采用形態(tài)學(xué)骨骼算法將計算得到的各尺度的磁或重力異常源體邊緣分別細化為 單像素寬度，得到多個尺度的構(gòu)造格架圖。
[0014] 優(yōu)選地，該方法進一步包括將計算得到的所述多個尺度的構(gòu)造格架圖疊置生成綜 合構(gòu)造格架圖。
[0015] 優(yōu)選地，該方法進一步包括將TMI異常數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)向上延拓多個預(yù) 定高度后提取的邊緣對應(yīng)于不同深度的構(gòu)造，對得到的各深度的構(gòu)造格架圖進行疊加得到 反映不同切割深度信息的綜合構(gòu)造格架圖。
[0016] 優(yōu)選地，所述分別針對每一尺度的網(wǎng)格化?I異常數(shù)據(jù)或布格重力異常數(shù)據(jù)的傾 斜導(dǎo)數(shù)進行基于水平梯度的多方向邊緣檢測，包括W下步驟：
[0017] 傾斜導(dǎo)數(shù)TDRh在方向a和a + ^的方向?qū)?shù)分別定義為；
[0020] 其中，D表示一階導(dǎo)數(shù)；
[0021] 對于高度h和方向a，傾斜導(dǎo)數(shù)TDRh的水平梯度表示為：
[0022]
[0023] 其中▽為水平梯度；
[0024]定義水平梯度777)巧^的模為；
[002引貝Ij，對于高度h方向a的磁或重力異常源體邊緣點為模MTD巧JjK沿福角方向 477)/?若請?局部極大值的點；
[0029]針對每一方向a，將傾斜導(dǎo)數(shù)TDRh的水平梯度的模的局部極大值點沿梯度的垂直 方向連接，得到的曲線構(gòu)成邊緣；
[0030] 針對同一高度h，W多個不同的方向a計算邊緣，對計算得到的各邊緣求并集得 到相應(yīng)尺度的磁或重力異常源體邊緣，
[0031] 其中，所述多個不同方向a取值為分別1^31/(2^)，1^ = 0，1，2，，"，炒-1)，11為大 于或等于2的整數(shù)，W完整覆蓋二維平面。
[0032] 優(yōu)選地，該方法進一步包括將各尺度構(gòu)造格架圖上的每一邊緣點處的水平梯度的 模表征該尺度構(gòu)造格架圖中該邊緣點處的構(gòu)造埋藏深度，得到多個尺度的表征構(gòu)造埋藏 深度的構(gòu)造格架圖。
[0033] 優(yōu)選地，該方法進一步包括將所述多個尺度的表征構(gòu)造埋藏深度的構(gòu)造格架圖疊 置生成綜合埋藏深度構(gòu)造格架圖。
[0034] 優(yōu)選地，該方法進一步包括分別基于每一尺度的網(wǎng)格化TMI異常數(shù)據(jù)或布格重力 異常數(shù)據(jù)Th計算S維解析信號ASh，得到各邊緣點的ASh值，由此得到多個尺度的表征邊緣 點處磁性或密度強弱的構(gòu)造格架圖。
[0035] 優(yōu)選地，該方法進一步包括將所述多個尺度的表征邊緣點磁性或密度強弱的構(gòu)造 格架圖疊置生成綜合磁性強弱構(gòu)造格架圖或綜合密度強弱構(gòu)造格架圖。
[0036] 優(yōu)選地，該方法進一步包括，在進行邊緣檢測前對計算得到的傾斜導(dǎo)數(shù)進行去除 噪聲的處理。
[0037] 優(yōu)選地，該方法適用于低紳度地區(qū)的磁構(gòu)造格架自動提取；優(yōu)選地，該方法適用 于磁傾角為±30°之間的區(qū)域的磁法測量數(shù)據(jù)；進一步優(yōu)選地，該方法適用于磁傾角為 ±20°之間的區(qū)域的磁法測量數(shù)據(jù)。
[0038] 本發(fā)明提供了一種利用低紳度地區(qū)磁法測量數(shù)據(jù)自動提取構(gòu)造格架的方法，解決 了現(xiàn)有技術(shù)中低紳度地區(qū)難W利用磁法測量數(shù)據(jù)準確獲得構(gòu)造信息的問題。根據(jù)本發(fā)明 所得到的構(gòu)造格架圖相比于現(xiàn)有的網(wǎng)格圖像或等值線圖直觀表征了構(gòu)造切割深度、埋藏深 度、主次關(guān)系、交割關(guān)系、磁性強弱等對于地質(zhì)解釋和找礦有重要意義的信息。
[0039] 本發(fā)明提出的低紳度地區(qū)磁構(gòu)造格架自動提取方法同樣適用于中高紳度地區(qū)的 磁構(gòu)造格架的自動提取，另外同樣適用于重力位場構(gòu)造格架的自動提取。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的方法，延伸了利用磁法手段分析獲取構(gòu)造格架的區(qū)域，提高了自動 提取構(gòu)造格架的準確度，可W實現(xiàn)對控制礦床形成的地質(zhì)構(gòu)造的識別和定性解釋，根據(jù)研 究區(qū)先驗知識確定潛在的礦床類型和控制礦床形成的構(gòu)造屬性，對不同類型構(gòu)造格架進行 篩選，從而實現(xiàn)金屬礦床的祀?yún)^(qū)定位。
【附圖說明】
[0041] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0042] 圖1為低紳度地區(qū)磁構(gòu)造格架自動提取方法流程圖；
[0043]圖2為根據(jù)本發(fā)明實例的單像素寬度構(gòu)造格架圖；
[0044] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實例的綜合構(gòu)造格架圖；
[004