8.5. Способ межпрофильной корреляции.

Данные наблюдений по площади приводят к увеличению информации о полезных сигналах при их корреляции по нескольким профилям и вследствие этого расширяют возможности обнаружения слабых сигналов. Кроме того. при площадных съемках появляется возможность решения принципиально новой задачи по разделению интерферирующих между собой аномалий. т.е. когда аномальные эффекты от объектов различного простирания (например. контакты пород и тектонические нарушения) накладываются друг на друга и наблюдаемые поля приобретают сложный интерференционный характер. Накопление аномальных эффектов за счет суммирования данных по определенному направлению позволяет обнаруживать и выделять сигналы даже при отсутствии сведений об их форме.

Как следует из анализа надежности обнаружения сигнала, повышение его надежности связано с увеличением независимых наблюдений сигнала за счет числа профилей N, по которым этот сигнал прослеживается.

Алгоритм способа межпрофильной корреляции сигнала вытекает из решения задачи обнаружения заданного по форме сигнала, прослеживаемого по N-профилям. на фоне некоррелированных между ними помех с нулевым средним и дисперсией .

При такой постановке задачи коэффициент правдоподобия будет равен (8.17)

где - заданный по форме сигнал, протяженностью m точек вдоль профилей и коррелируемый по N-профилям, - исходные значения поля в i-той точке, k-того профиля. Индексы p и j определяют смещение двумерного сигнала соответственно между профилями и вдоль профилей.

Первый член под знаком экспоненты определяет энергетическое отношение сигнал/помеха в окне, содержащем mN точек, второй член – представляет двумерную свертку, обеспечивающую фильтрацию данных с заданным по форме двумерным сигналом .

Из выражения (8.17) можно извлечь алгоритм обработки при отсутствии сведений о форме сигнала. Действительно. если двумерную свертку в (8.17) записать в виде . то при отсутствии информации о форме сигнала можно ограничиться лишь результатом суммирования данных по N-профилям. т.е. нахождением суммы . Последняя сумма отражает межпрофильное суммирование исходных данных и обеспечивает оценку формы сигнала, если помеха некоррелирована. При таком суммировании отношение сигнал/помехf возрастает в раз, причем такой выигрыш достигается лишь при суммировании в направлении корреляции сигнала (простирании сигнала). Величина смещения сигнала от профиля к профилю определяется по положительному экстремуму ВКФ для данных соседних пар профилей.

В соответствии с изложенным, обработка данных по способу межпрофильной корреляции включает следующие процедуры:

-расчет нормированных ВКФ для данных соседних пар профилей;

-оценка простирания сигнала по величине абсциссы положительного экстремума ВКФ;

-задание направления суммирования и выбор базы суммирования из N-профилей.

Вычисление нормированных ВКФ дает возможность оценить отношение сигнал/помеха по значению положительного экстремума ВКФ . что позволяет определить базу суммирования N исходя из заданной надежности обнаружения сигнала . Так, при . обычно и при базе N=3 обеспечивается надежность обнаружения . . При , когда . :

-скользящее суммирование исходных данных по каждому заданному направлению суммирования в пределах N-профилей съемки. Результаты суммирования относятся к среднему из суммируемых профилей;

-выделение сигналов и аномальных зон по коррелируемым особенностям суммарного поля.

При этом надежно выделяемыми сигналами следует считать лишь те. которые коррелируются по числу профилей. превышающему базу суммирования. Заметим, что изложенный алгоритм аналогичен методам общей глубинной точки и регулируемого направленного приема (РНП) в сейсморазведке. В первом из них направление суммирования задается с учетом известной скоростной характеристики разреза конечным, во втором осуществляется перебор по различным значениям кажущейся скорости.

Результаты обработки данных магнитного поля способом межпрофильной корреляции приведены на рис.8.3, на котором иллюстрируется разделение аномалий по двум направлениям их простираний.

Рис.8.3. Разделение аномалий по двум направлениям их простираний с использованием метода межпрофильной корреляции. а - исходные данные, б - функция взаимной корреляции между соседними профилями, в- результат суммирования по пяти профилям (северо-восточное простирание), г- результат суммирования по пяти профилям (северо-западное простирание).