航空电磁探测综合解释方法及装置与流程

本技术是地球物理勘探、水文和工程地质勘查，特别是关于一种航空电磁探测综合解释方法及装置。

背景技术：

1、航空地球物理是资源勘查、水工环领域应用的重要手段之一，在地形复杂、施工条件恶劣地区有着特有的优势。航空电磁法是利用近地表地层、地质体的电性差异来区分其在地下空间分布的有效方法，航空磁法是利用探测地质体对特定的磁场产生的偏差，探测地质体的分别情况。航空重力、航空放射性方法同样是利用密度、放射性特征来获取地下目标体分布的特征。

2、地面地球物理是相对于航空地球物理更为精细的方法，能够在特定地点上获取更为精确的数据，但其施工效率低、受地形条件影响大、费用高的特点也制约了大面积开展。

3、钻探通过观察获取的岩芯，能够直接获取样品的成分和物性特征，能够准确的获得指定位置、指定深度的岩性信息。其样品空间位置最为精确，能够通过测试得到对应的电性、磁性、放射性、密度信息和物质组成。

4、现有的技术中，电磁法、磁法、放射性重力探测数据可以从地面和空中获取，航空电法参数一般需要分开采集。由于地球物理方法的多解性，单独一个参数解释的结果往往很难反映出目标体的分布。钻探成本高，获取的岩心样本较少，难以支撑大面积高效解译。多数据源综合解释方法对于特定区域的针对性较差，解释成果与实际应用情况匹配不佳。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种航空电磁探测综合解释方法及装置，达到显著降低地球物理反演的多解性，有效剔除浅层和深部干扰，提高目标体边界圈定的准确性和可靠性，减少不必要的钻探工作量的效果。

2、为实现上述目的，本技术提供了一种航空电磁探测综合解释方法，所述方法包括：

3、收集探测区域内的航空电磁数据、其他多源地球物理数据及其他辅助数据，所述其他辅助数据至少包括定位信息、高度信息、电流信息中的一种；

4、基于所述其他多源地球物理数据及地质约束信息，对所述探测区域的地层及目标体进行物性特征聚类分析，构建包含初始层位界限及物性赋值的地质模型；

5、利用所述航空电磁数据、所述其他辅助数据和所述地质模型进行数据处理、电阻率反演计算，生成地下空间三维电阻率分布模型；

6、利用所述其他多源地球物理数据的响应特征，对所述三维电阻率分布模型进行交叉验证，识别并剔除由非目标地质体或地表人文干扰引起的虚假异常；

7、基于剔除干扰后的三维电阻率分布模型、所述其他辅助数据及钻孔实测数据，通过人机交互方式对目标体的物性边界进行动态修正，解译所述探测区域内目标体的三维空间分布形态。

8、在一些实施例中，所述基于所述其他多源地球物理数据及地质约束信息，对所述探测区域的地层及目标体进行物性特征聚类分析，构建包含初始层位界限及物性赋值的地质模型，包括：

9、利用钻孔岩芯实测的电性、磁性、密度及放射性参数，对所述其他多源地球物理数据进行聚类分析，归纳出不同地层单元及目标体的特征物性指纹；

10、根据所述特征物性指纹，对探测区域内的地层进行物体信息分层初始化，设定各层位的初始深度界限、层间厚度及物质组成成分；

11、将聚类分析得到的各地层特征物性指纹赋值给对应的初始层位，形成包含电阻率、磁化率、密度及放射性强度初始分布的地质模型，作为反演计算的先验约束条件。

12、在一些实施例中，所述利用所述航空电磁数据、所述其他辅助数据和所述地质模型进行数据处理、电阻率反演计算，生成地下空间三维电阻率分布模型，包括：

13、采用横向约束反演算法，对所述航空电磁数据进行抽道、叠加、滤波及水平调平处理，以增强信号的信噪比并保留侧向地质体分布的连续性；

14、在反演迭代过程中，引入所述地质模型的层位结构以及所述其他辅助数据作为刚性约束，限制电阻率模型在垂直方向上的突变范围；

15、识别并剔除处理结果中的高频噪声点及非地质成因的异常数据，得到地下空间三维电阻率分布模型。

16、在一些实施例中，所述其他多源地球物理数据至少包括航空磁数据、航空重力数据及航空放射性数据；所述利用所述其他多源地球物理数据的响应特征，对所述三维电阻率分布模型进行交叉验证，识别并剔除由非目标地质体或地表人文干扰引起的虚假异常，包括：

17、将所述三维电阻率分布模型与所述航空磁数据、航空重力数据及航空放射性数据进行空间配准与相关性分析；

18、建立多物理场异常判别规则，其中，典型矿体所述多物理场异常判别规则为：当三维电阻率分布模型显示低阻异常时，若对应的航空磁数据显示低磁异常且航空重力数据显示低密异常，则判定为疑似目标体；若对应的航空磁数据显示高磁异常，则标记为火成岩体干扰并予以剔除；

19、结合遥感影像数据及地面人文活动记录，识别浅层建筑物、高压线等人工设施产生的电磁畸变区，并将该区域的电阻率异常数据从三维模型中移除。

20、在一些实施例中，所述基于剔除干扰后的三维电阻率分布模型、所述其他辅助数据及钻孔实测数据，通过人机交互方式对目标体的物性边界进行动态修正，解译所述探测区域内目标体的三维空间分布形态，包括：

21、利用所述其他辅助数据中的定位信息，将所述三维电阻率分布模型中的网格节点与钻孔实测数据进行位置对齐，并计算空间距离差异；

22、基于所述空间距离差异，构建距离衰减函数以确定钻孔数据的影响因子，其中，所述影响因子与距离负相关；

23、将所述影响因子导入反演模型并结合所述其他辅助数据进行二次约束反演，生成新的三维电阻率分布模型；

24、通过人机交互界面展示新的三维电阻率分布模型与地质条件的匹配程度，基于所述人机交互界面的调整操作调整目标体的物性边界条件，直至模型符合地质逻辑，得到所述探测区域内目标体的三维空间分布形态。

25、在一些实施例中，所述方法还包括：

26、设定相符判定标准，所述相符判定标准包括新三维电阻率分布模型的残差小于预设阈值、目标体产状与已知地质构造走向一致、以及目标体物性特征与钻孔取样分析结果吻合；

27、若所述相符判定标准满足，则输出最终的矿化带或目标体三维分布范围；

28、若所述相符判定标准不满足，则触发迭代校正流程，重新确定划分目标体的物性边界条件，限制异常区的非合理外扩，并返回执行二次约束反演步骤，直至满足相符判定标准。

29、在一些实施例中，所述方法还包括：

30、输出最终的解释成果；

31、其中，所述解释成果包括：

32、目标体的平面分布图、不同深度的垂向切片图以及三维可视化模型；

33、目标体的精确埋藏深度范围、展布状态及物性参数统计信息；

34、基于所述三维空间分布形态，生成的矿产资源勘查建议或水工环治理工作建议报告。

35、一方面，提供了一种航空电磁探测综合解释装置，所述装置包括：

36、收集模块，用于收集探测区域内的航空电磁数据、其他多源地球物理数据及其他辅助数据，所述其他辅助数据至少包括定位信息、高度信息、电流信息中的一种；

37、构建模块，用于基于所述其他多源地球物理数据及地质约束信息，对所述探测区域的地层及目标体进行物性特征聚类分析，构建包含初始层位界限及物性赋值的地质模型；

38、生成模块，用于利用所述航空电磁数据、所述其他辅助数据和所述地质模型进行数据处理、电阻率反演计算，生成地下空间三维电阻率分布模型；

39、处理模块，用于利用所述其他多源地球物理数据的响应特征，对所述三维电阻率分布模型进行交叉验证，识别并剔除由非目标地质体或地表人文干扰引起的虚假异常；

40、解译模块，用于基于剔除干扰后的三维电阻率分布模型、所述其他辅助数据及钻孔实测数据，通过人机交互方式对目标体的物性边界进行动态修正，解译探测区域内目标体的三维空间分布形态。

41、在一些实施例中，所述构建模块用于：

42、利用钻孔岩芯实测的电性、磁性、密度及放射性参数，对所述其他多源地球物理数据进行聚类分析，归纳出不同地层单元及目标体的特征物性指纹；

43、根据所述特征物性指纹，对探测区域内的地层进行物体信息分层初始化，设定各层位的初始深度界限、层间厚度及物质组成成分；

44、将聚类分析得到的各地层特征物性指纹赋值给对应的初始层位，形成包含电阻率、磁化率、密度及放射性强度初始分布的地质模型，作为反演计算的先验约束条件。

45、在一些实施例中，所述生成模块用于：

46、采用横向约束反演算法，对所述航空电磁数据进行抽道、叠加、滤波及水平调平处理，以增强信号的信噪比并保留侧向地质体分布的连续性；

47、在反演迭代过程中，引入所述地质模型的层位结构以及所述其他辅助数据作为刚性约束，限制电阻率模型在垂直方向上的突变范围；

48、识别并剔除处理结果中的高频噪声点及非地质成因的异常数据，得到地下空间三维电阻率分布模型。

49、在一些实施例中，所述其他多源地球物理数据至少包括航空磁数据、航空重力数据及航空放射性数据；所述处理模块用于：

50、将所述三维电阻率分布模型与所述航空磁数据、航空重力数据及航空放射性数据进行空间配准与相关性分析；

51、建立多物理场异常判别规则，其中，典型矿体所述多物理场异常判别规则为：当三维电阻率分布模型显示低阻异常时，若对应的航空磁数据显示低磁异常且航空重力数据显示低密异常，则判定为疑似目标体；若对应的航空磁数据显示高磁异常，则标记为火成岩体干扰并予以剔除；

52、结合遥感影像数据及地面人文活动记录，识别浅层建筑物、高压线等人工设施产生的电磁畸变区，并将该区域的电阻率异常数据从三维模型中移除。

53、在一些实施例中，所述解译模块用于：

54、利用所述其他辅助数据中的定位信息，将所述三维电阻率分布模型中的网格节点与钻孔实测数据进行位置对齐，并计算空间距离差异；

55、基于所述空间距离差异，构建距离衰减函数以确定钻孔数据的影响因子，其中，所述影响因子与距离负相关；

56、将所述影响因子导入反演模型并结合所述其他辅助数据进行二次约束反演，生成新的三维电阻率分布模型；

57、通过人机交互界面展示新的三维电阻率分布模型与地质条件的匹配程度，基于所述人机交互界面的调整操作调整目标体的物性边界条件，直至模型符合地质逻辑，得到所述探测区域内目标体的三维空间分布形态。

58、在一些实施例中，所述装置还包括：

59、设定模块，用于设定相符判定标准，所述相符判定标准包括新三维电阻率分布模型的残差小于预设阈值、目标体产状与已知地质构造走向一致、以及目标体物性特征与钻孔取样分析结果吻合；

60、若所述相符判定标准满足，所述解译模块则用于输出最终的矿化带或目标体三维分布范围；

61、若所述相符判定标准不满足，所述解译模块则用于触发迭代校正流程，重新确定划分目标体的物性边界条件，限制异常区的非合理外扩，并返回执行二次约束反演步骤，直至满足相符判定标准。

62、在一些实施例中，所述装置还包括：

63、输出模块，用于输出最终的解释成果；

64、其中，所述解释成果包括：

65、目标体的平面分布图、不同深度的垂向切片图以及三维可视化模型；

66、目标体的精确埋藏深度范围、展布状态及物性参数统计信息；

67、基于所述三维空间分布形态，生成的矿产资源勘查建议或水工环治理工作建议报告。

68、一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由所述一个或多个处理器加载并执行以实现上述航空电磁探测综合解释方法的各种可选实现方式。

69、一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述航空电磁探测综合解释方法的各种可选实现方式。

70、一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或所述计算机程序包括一条或多条程序代码，所述一条或多条程序代码存储在计算机可读存储介质中。电子设备的一个或多个处理器从计算机可读存储介质中读取所述一条或多条程序代码，所述一个或多个处理器执行所述一条或多条程序代码，使得电子设备执行上述任一种可能实施方式的航空电磁探测综合解释方法。

71、本技术利用了探测目标体内的物性与四周相邻地质体的地球物理性质差异，，主要利用航空电磁数据提供的物性信息，得到目标体的三维分布特征，结合包括航空电磁、磁、重力、钻孔数据及其他辅助数据进行反演和人工参加划分，显著降低了地球物理反演的多解性，有效剔除了浅层和深部干扰，提高了目标体边界圈定的准确性和可靠性，减少了不必要的钻探工作量。