磁力探勘是相當普遍的地球物理探勘技術之一。其方法主要是量測某一地點的地球磁場強度，並對某地層帶或考古遺址造成地球磁場異常加以分析，獲取訊號中所隱含之目標物特徵和物理意義。近年來，台灣周邊海域的水下考古作業也採用海洋磁力（marine magnetomter）來搜尋古沈船。本研究希望進一步掌握磁力異常訊號處理方法，並透過磁源逆推技術計算磁源參數。在磁力異常處理與轉換中，所使用的方法包括快速傅立葉轉換（FFT）計算水平與垂直導數，消除區域磁場的影響並取得目標物本身的異常特性，以及利用解析訊號（analytic signal）凸顯磁源位置和邊界。而在磁力源逆推的部分，所討論的方法為尤拉解迴旋法（Euler deconvolution）。尤拉解迴旋法是以尤拉齊次方程式為基礎，運用磁力異常、空間導數及各種磁性體具有特定的構造指標（structural index）來確定磁源位置，其理論最早由Thompson（1982）提出。隨後Hsu（2002）提出增強尤拉解迴旋法（enhanced Euler deconvolution），利用垂直微分項直接求解磁源位置與構造指標。本研究首先就不同幾何形狀的磁源，模擬其相對應之異常訊號作為逆推測試模型，採用增強尤拉解迴旋法來逆推模型在二維及三維空間中的位置及構造指標，結果顯示利用該方法的逆推效果相當良好。實測資料分析部分，本研究於高雄大林蒲外海規劃實驗，將掩埋於海床下的中油管線當作勘測對象，搭配地層剖面儀作資料比對，評估此方法於水下探測應用之可行性。實驗結果顯示，二維管線磁力異常所估算出的位置及構造指標大部分都與實際趨勢相符，而三維的估算由於本次測線密度不夠高，所以無法有較好的結果。整體而言，此方法應用在水下目標物的定位搜尋上確實是可行的，爾後的水下探測作業可多加利用此方法，以獲得更多水下目標物的資訊，達成探測辨識的目的。

Magnetic survey is a common geophysical exploration technique. By measuring the magnetic field strength at specific area, the characteristics and physical meaning of the target can be obtained through the analysis of the Earth's magnetic field anomalies within a stratigraphic zone or archaeological sites. In recent years, the marine magnetometer is employed to conduct underwater archaeological expedition at surrounding waters of Taiwan for ancient shipwrecks researching. The purpose of this study is to understand the relationship between the magnetic anomalies with the magnetic object via the various signal processing methods, included the calculation horizontal and vertical derivatives using fast Fourier transform (FFT) to eliminate the regional magnetic influence and gain the anomalies characteristics of the target itself, as well as highlight the location and boundaries of the magnetic source through the analytical signal. In addition, the Euler deconvolution implements as a tool for magnetic source inversion. The theory of Euler deconvolution was first proposed by Thompson (1982), this method is able to detect the magnetic source and estimate its locations by choosing the suitable structural index. Hsu (2002) proposed the enhanced Euler deconvolution, which is a combined inversion for structural index and source location through the use of the vertical derivative of measured data.In this study, we first generate various anomalies as testing models which are correspond with different geometric shape of magnetic source, the position and structural index for model is inversed by enhanced Euler deconvolution in both 2D and 3D.Moreover, the experiment was planned at offshore of Dalinpu in Kaohsiung, we took the CPC's pipelines as investigation objects which were buried under the seabed, than compare with sub-bottom profiler data to assess the feasibility of this method for underwater exploring applications.The most estimated results in 2D are correspond to the theory, but it does not have significant results in 3D due to the lack of observed data for the whole surface.In general, this method is concise and fast, it is fit for interpreting the magnetic data for exploring the underwater object.

第一章 緒論1
1.1 前言 1
1.2 研究目的與動機 5
1.3 文獻回顧 5
1.4 論文範疇 6
第二章 理論介紹 7
2.1 磁力儀工作方法 7
2.2 磁力儀類型 8
2.2.1 質子磁力儀 8
2.2.2 歐佛豪森磁力儀 9
2.3 磁力資料辨識 9
2.3.1 磁力訊號組成 9
2.3.2 鐵磁性物質之物理特性 10
2.4 訊號處理相關理論 14
2.4.1 頻域磁力異常表示 14
2.4.2 向上延伸法 15
2.4.3 導數轉換 18
2.4.4 解析訊號 20
2.4.5 尤拉解迴旋法 21
第三章 模型建立與分析 24
3.1 訊號模擬軟體 24
3.2 計算流程 25
3.2.1 線性最小平方法 25
3.2.2 磁源位置與構造指標估算 25
3.2.3 資料篩選 26
3.3 模型測試 28
3.3.1 基本模型測試 28
3.3.2 三維模型測試 36
3.3.3 海底管線模型測試 40
第四章 儀器與實驗測區 51
4.1 海洋磁力儀：Marine Magnetics SeaSPY 51
4.1.1 磁力儀探測顯示軟體：SeaLINK 52
4.1.2 磁力儀作業流程 53
4.2 其他相關輔助儀器 53
4.2.1 地層剖面儀：EdgeTech SB-216S 53
4.2.2 側掃聲納系統：KLEIN SYSTEM 3000 SONAR 55
4.2.3 差分式全球衛星定位系統：SOKKIA Axis3 56
4.3 測區規劃與實驗架構 57
第五章 實測資料分析 62
5.1 資料處理 62
5.1.1 磁力儀資料 62
5.1.2 地層剖面儀資料 63
5.2 磁力資料分析結果 64
5.2.1 二維分析結果 64
5.2.2 三維分析結果 75
第六章 結論與建議 79
6.1 結論 79
6.2 建議 80
參考文獻 82

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