近日，勘探地球物理权威期刊Geophysics在线发表了团队最新研究成果“Improved MAX-MIN method to estimate total magnetization direction using Wiener filtering”。该论文通过维纳滤波器改进了MAX-MIN方法估计总磁化强度方向，增强了MAX-MIN方法的抗噪性。第一作者为博士研究生汪天池同学，通讯作者为刘双副教授。

        磁异常数据的处理和反演通常需要关于总磁化方向的先验信息。例如，磁异常的化极（RTP）是磁异常数据处理流程的一个重要组成部分，在大多数情况下，我们假定的总磁化方向与地磁场方向相同，不考虑剩磁的影响。然而，强剩磁会导致总磁化方向偏离感应磁化方向。在化极的过程中若只考虑地磁场的方向便可能导致不正确的异常分布和对地质体边界的错误解释。磁反演算法主要是对磁化分布进行建模，并在过程结束时计算出等效磁感应强度。对于磁法反演，忽视剩磁的影响可能会产生不正确的磁感应强度分布。因此，获得准确的总磁化强度方向是至关重要的。

        Fedi等（1994）提出了MAX-MIN方法（也称为失真分析法），这种方法根据正确总磁化方向下的RTP场中的负异常很小或者几乎没有负异常这一特征来获取总磁化方向。但是，实测数据应用表明，MAX-MIN方法有时会得到不准确的方向估计结果。

        在本项研究中，我们提出了一种改进的MAX-MIN方法。通过分析发现，噪声是导致传统MAX-MIN方法估计方向结果不稳定的主要原因，于是我们根据最小均方差的原理，使用维纳滤波法改进了该方法。我们在频域中计算了磁异常的径向对数功率谱，并假设来自深层源（低波数带）的磁异常部分为信号，来自浅层源（高波数带）的部分为噪声。采用K-均值聚类算法，将径向对数功率谱分为高、低两个波数段，并采用两条直线拟合相应的波数段。然后，计算拟合线的斜率和截距来自动构建维纳滤波RTP算子。最后，将改进的RTP变换应用于MAX-MIN方法的磁化方向估计中。通过在具有不同的总磁化方向的球体和组合立方体模型磁异常中添加不同程度的噪声来测试改进的MAX-MIN方法。此外，我们还将改进的方法分别应用于冶山地区（中国东部）和太和地区（中国西南部）的野外实测磁数据。结果表明，改进的方法可以获得准确的总磁化方向。

图1 （a）传统和（b）改进RTP算子的对数功率谱

图2 球体模型噪声测试结果

图3 浅源干扰测试

图4 太和和冶山地区不同方法的磁化方向估计结果

        该研究获国家自然科学基金（41874122、42122030）和中国石油天然气集团公司科研技术开发项目（2021DJ3706）联合资助。

        论文信息：Wang, T., S. Liu, B. Zuo and X. Hu, Improved MAX-MIN method to estimate total magnetization direction using Wiener filtering: Geophysics, 0, 1-62, doi: 10.1190/geo2022-0101.1.

        论文链接：https://library.seg.org/doi/10.1190/geo2022-0101.1.