基于EH4高频大地电磁测深数据的时频分析

殷康金

（云南富盛锌鑫投资股份有限公司，云南 昆明 650000）

在实际的金属矿勘探活动当中，测深工作所获得的数据信号经常会受到电磁场、物理环境、气候等多种因素的影响，进而出现频点离散、形态异常、误差棒过大等负面问题，对相关人员的资料解析工作带来了困扰。据此，我们有必要对基于EH4高频大地电磁测深数聚的时频分析方法进行分析研究，致力于寻找出能有效改善资料信息质量、强化测深准确性的信息处理手段。

1 EH4高频大地电磁测深的基本原理

1.1 EH4高频大地电磁测深的探测机制

大地电磁测深，指通过对天然变化的电磁场水平分量的观察，掌握地层电阻情况，以及地层厚度指标的探测方法。经测量所得到的电磁信号，可以以曲线的形式呈现，提示被测量地层电阻率的大小。将其应用到岩石层电性结构的分析过程中，对人类了解地球动力学，可起到较大的参考价值。

1.2 Maxwell方程组及线性偏振波

EH4高频大地电磁测深数据时频的分析，应借助“Maxwell方程组”而实现。探测过程中，假设探测区域为平面，且电磁波能够以垂直形式，射入大地中。如排除位移电流的影响，则可建立Maxwell方程组如下：αEy/αz=wμHx；αEx/αz=wμHy；Hz=0；αHy/αz=ζEx；αHx/αz=ζEy；Ez=0。

上述方程组中，E代表电磁场分量，H代表偏振波，x、y、z代表坐标系的轴，其余数值则为常数。在“αEy/αz=wμHx”中，假设z轴中，Ey与Hx有关，且仅与其有关。此时，Ey与Hx的传播方向，则均为z轴。上述现象，既“线性偏振波”现象。

1.3 视电阻率

假设大地均匀，由电磁波在介质中扩散的趋肤深度定义以及Maxwell方程组可知，平面电磁波的深度公式应为：Z=Ex/Hy=Ey/Hx=（-wμφ）1/2。结合上述公式计算，既可得到大地的视电阻率数值。

2 EH4高频大地电磁测深数据序列的读取方式

2.1 分段存储与读取

EH4高频大地电磁测深数据读取结构，完全继承了传统电子设备大数据记录与传输的优势，将不同形态的EH4高频大地电磁测深波，均整合为阶段性存储的数据，确保其数据记录，与前期数据信息收集，后期数据信息运用形成完整的数据结构体系。

当EH4高频大地电磁测深探测程序，将地面检测的信息传输到地面上后，系统将自主进行频率段的阶段性分布处理，最后再将评定的信息进行存储[1]。

2.2 数据模型化识别与存储

EH4高频大地电磁测深的数据序列存储方式，也将数列整合与排列作为其数据整合的一种方式。EH4高频大地电磁测深的每一次数据信号的排列与调整，都会产生一串完整的信息传输信号。

与传统的地理检测信号装置相比，EH4高频大地电磁测深数据排列信号的分析，其传输过程更加自由、其存储的空间也更大，EH4高频大地电磁测深的数据保存时长性也较长。

2.3 连贯性读取

EH4高频大地电磁测深的时频分析，采取连贯性读取的方式，对地理检测的信息进行综合性评定，随时随地的与外部检测系统的需求相互吻合，保障信息传输、存储、应用三者协调运用，也是EH4高频大地电磁测深数据序列的读取方式的体现。

3 EH4高频大地电磁测深数据的时频分析方法

人们主要应用“希尔伯特—黄变换”（HHT）这一方法进行EH4高频打的电磁测深数据的时频分析。从技术结构上讲，“HTT”方法主要由经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，简称EMD）和谱分析（Hilbert Spectral Analysis，简称HSA）两个部分组成，并在现代地球物理工程、生物医学工程等领域中实现了良好的应用效果。

在“HHT”方法的实际应用当中，任何一个复杂、繁琐的数据信号，都可被“EMD”技术分解为多个固有的模态函数，其公式为为用于分解的固有模态函数，表示信号当前的变化量均值。由此，通过该公式进行分解运算，即可得到最终的固有函数（MFs），并将其变换为具有物理分析价值的瞬时频率（Instantaneous Frequencies，简称IF）。

进一步来讲，应用“HHT”方法中的“EMD”分解方式进行视频分析运算，还可具体分为以下几个步骤：首先，将测深识别信号设为x（t），并推算出其极大值、极小值；其后，再将两个极值点进行序列插值，进而在信号图像中形成两条包络线emax（t）与emin（t）；再后，结合包络线与识别信号x（t），推导出均值m（t），并将其从信号x（t）中减去，获得结果c（t）。其后，不断重复上述运算步骤，直至将时频信息全部分析取出，留下最终的原始信号[2]。

4 总结

总而言之，将EH4高频大地电磁测深技术应用到测深工作当中，是勘探行业实现现代化、高效化的必由之路。分析可知，EH4大地电磁观测技术系统已经成为了金属矿探测等地球物理勘探领域的重要方法，其依靠非线性、自适应的时频信息分析能力，能有效评估出大地的阻抗丈量，降低外界因素对信号质量的干扰，进而为相关人员提供出更加准确、稳定的测深信息支持。