针对MOD IS近红外数据反演大气水汽含量研究
高密度电法资料处理及解释
《高密度电法资料处理及解释》实习报告 （姓名：范畅 班号：061084 指导老师：王传雷 成绩： ） 一、实习要求 (1) 每人选择相邻的两个排列的高密度测量数据文件进行处理； (2) 处理内容包括数据圆滑、格式转换、二维反演计算； (3) 二维反演计算误差要求%20 ； (4) 每人提交一份实习报告。报告内容包括： 地质任务；测线位置及地下情况；高密度电法数据资料质量评价；高密度电法资料处理及地球物理-地质解释（岩溶、裂隙发育情况调查，发育深度识别，基岩面的岩性划分）； 二、实习内容与过程 1.地质任务 对广西合浦公馆石灰石矿区进行地球物理调查，探明岩溶、裂隙发育情况，发育深度识别，并进行基岩面等岩性划分。 2.侧线位置及地下情况 公馆矿区南邻北部湾，地表主要为虾池和荒地，地层比较单一。上覆为第四系地层，局部基岩出露，揭露的第四系地层厚度为0-9米，其下为灰岩。 【地层】 区内出露的地层有上泥盆统天子岭组（D 3t ）、帽子峰组（D 3m ）和下石炭统孟公坳组（C 1ym ）。简述如下： A.天子岭组（D 3t ） 上部薄层条带泥灰岩、粉砂质灰岩、厚层状灰岩互层；下部主要为灰绿色含磷细砂岩。厚413m 。主要分布于矿区东南一带。 B.帽子峰组（D 3m ） 灰、灰绿色细砂岩、粉砂岩、页岩互层，夹薄层泥质灰岩、钙质页岩等，底部带有一层灰绿色含磷细砂岩。表层风化严重，呈砖红色泥质砂岩、砂质泥岩。厚63-167m 。主要分布于矿区东西两侧。
C.孟公坳组（C1ym） 上部主要为中厚层状微粒生物灰岩；下部薄层-中层状隐晶质灰岩、泥质灰岩夹生物灰岩，局部相变为细砂岩、粉砂岩互层。根据矿区钻孔揭露，表层灰岩质地相对较纯，颜色也较浅，下部炭质含量增加，颜色逐渐变深，局部地区转变成炭质页岩。该层厚403m，为主要水泥用石灰岩。 【构造】 区内主要为一向斜构造。轴部走向为北东向，向斜核部地层为下石炭孟公坳组（C1ym），两翼地层微上泥盆统帽子峰组（D3m）和天子岭组（D3t）。 矿区内发现有一条断层通过，断层走向北北西向。该断层将上泥盆统和下石炭统地层错断。其断层性质不详。 3.高密度电法数据处理及资料质量评价 A.首先利用软件ZH38对高密度电法资料进行数据圆滑处理，手工圆滑的基本原则是：电场不能突变。 B.其次将圆滑后的数据进行格式转换，可以转换为sufer格式，也可以转化为二维数据反演格式。 C.利用已有二维数据反演软件继续进行二维数据反演，使用的最小二乘法。最后记录三次迭代误差。 图1 一号测线第一排列最小二乘法反演结果
大气中的水汽滞留函数解读
大气中的水汽滞留函数 张学文 (乌鲁木齐沙漠气象研究所,中国气象局, 新疆,乌鲁木齐,830002 (受科技部科技公益研究专项2004DIB3J118 资助 提要:水分从蒸发进入大气到变成雨雪再降落大约在空中滞留(存活9天,而9天只是水汽在大气中的平均寿命。我们应当知道在大气里现存的总水汽量中已经在大气里滞留(存活1天、2天或者n天的水汽分别占有的百分比是多少。描述这个问题需要引入大气中的水汽滞留函数概念。本文阐明了水汽滞留函数的物理含义并且指出它应当是一个负指数方程。 关键词:大气中的水分循环,大气中的水汽滞留函数 1. 引言 就全球而论,大气中持有的水汽约为25毫米[1],而每年的降水量(约1000毫米,是它的40倍。大气要维持水分平衡必然要从下垫面的水分蒸发中补充1000毫米(相当于补充40次,1000毫米/25毫米的水分。这也说明水分从蒸发进入大气到形成雨雪而脱离大气,一年要循环40次,即大气中的水汽9天(365/40就更新一次,即水汽蒸发进入大气在空中平均滞留9天又回到下垫面[2]。 “9天”是描述大气中的水分循环的重要参数。但它只是个平均值,实际情况肯定有的水汽滞留时间更长或者更短。面对大气中现存的水汽,我们可以问,它们进入大气1天、2天、…n天就离开大气的水分占了水汽总量的百分比是多少,回答这个问题显然不是求一个未知数,而是求一个未知函数,描述不同滞留时间的水汽占的百分比的函数。 文献[3]提出了分布函数概念和它在气象学中的应用问题,不同滞留时间的水汽各占多大的比例的问题实际上就是分布函数概念的一个特例。文献[4,5]给出了在不
同约束条件下利用最复杂原理(最大熵原理求得其分布函数的思路、原理和技术。本文就利用这种思路给出一种(可以不是一种理论的水汽滞留函数。 2. 水汽滞留函数f(τ 本文分析某个气候阶段(例如30年的地球大气中的水汽的总的情况。根据前面的讨论,我们把f(τ称为水汽滞留函数:这个函数的自变量τ是水汽在最近的一次蒸发进入大气后已经存在(滞留的时间长度。而f值表示水汽滞留时间在τ±0.5这个范围(即时间的单位增加量的水汽在大气里的水汽总量中占的百分比。f的量刚是时间的负一次方。 根据分布函数的一般定义[5],水汽滞留函数就是一种具体的分布函数。根 据文献 [4,5]的研究,我们可以在分析该分布函数涉及的物理过程是否存在随机性和应当具有的约束条件的基础上引入最复杂原理(最大熵原理,从而推求理论的分布函数。 3. 从熵原理和约束条件求水汽滞留函数 要具体追踪每天蒸发的水汽在大气中的行踪是十分困难的。但是从气候角 度分析问题,不仅得到了水汽在大气中平均存在9天的知识,而且可以把天气演变过程仅仅看作是气候平均情况下的随机扰动。而承认气候的形成中包括天气过程这个随机性也就可以引用最复杂原理(最大熵原理了。 根据 [6]的研究思路和举例,如果存在着很多地位相同的个体,每个个体就 某标志值x 在同一时刻只能取一个值,但是各个个体的标志值可以不同,那么可以用一个分布函数描述具有不同的标志值的个体各有多少。而当 ● 各个个体的标志值必然大于零,而且其平均值应当是常数 ● 如果各个个体的标志值究竟取什么数值具有随机性
10种插值方法在物探数据处理中的对比_以电法和磁法资料中的应用为例
2009年9月第29卷第4期 四川地质学报 Vol.29 No.4 Dec，2009 474 10种插值方法在物探数据处理中的对比 ——以电法和磁法资料中的应用为例 李富，王永华 （成都地质矿产研究所，成都 610082） 摘要：介绍了10种常用的网格化方法的基本原理，对比了其优缺点。以电阻率法与磁法测量的物探数据对 10种网格化方法进行对比，得出了几点认识。 关键词：等值线；插值方法；克里金 中图分类号：O174.42 文献标识码：A 文章编号：1006-0995（2009）04-0474-03 物探工作中，常以等值线图研究各种电性、磁性等特征。制作等值线图前，应对数据网格化。网格 化数据的方法可以分三类：距离加权平均法、方位取点法和曲面样条插值网格化法。距离加权平均法包括反距离加权法、克里金法、改进谢别德法和自然邻点插值法；方位取点法包括方位加权法和趋势面法；曲面样条插值法包括最小曲率法、三角网/线性插值法、局部多项式法、局部多项式法和趋势面法。 1 常用10种插值法介绍 1.1 反距离加权插值法 首先是由气象学家和地质工作者提出的。计算的权值随结点到观测点距离的增加而下降。配给的权重是一个分数，所有权重总和等于1.0。该法综合了泰森多边形的邻近点法和多元回归法的长处，通过权重调整空间插值结构；缺点是在格网区域内要产生围绕观测点的“牛眼”，给电法与磁法数据解释带来不便，因此，实际应用较少。 1.2 克里金(Kriging)插值法 又称空间自协方差最佳插值法，是一种特定的滑动加权平均法，广泛地应用于地下水模拟、土壤制图、矿床中金属品位估计等领域 [1]。该法根据不同情况分类：按在满足二阶平稳(或本征) 假设时可用普通克里金法；在非平稳(或有漂移存在) 现象中可用泛克里金法。计算可采储量时要用非线性估计量，就可用析取克里金法；在区域化变量服从对数正态分布时，可用对数克里金法；当数据较少，分布不大规则，对估计精度又要求不太高时，可用随机克里金法等。近年来，还新发展了因子克里金法、指示克里金法。对于有磁异常偏移的磁法数据，采用泛克里金法比较合适；对于电法数据，由于数据量小，采用普通克里金法就能满足要求。 1.3 最小曲率法 广泛应用于地球科学。该法的特点是在尽可能严格地尊重数据的同时，生成尽可能圆滑的曲面。使用最小曲率法时要涉及到两个参数：最大残差参数和最大循环次数参数，而且最小曲率法要求至少有四个点[2]。实际应用中该法用于平滑估值，绘出的等值线主要用于定性研究。 1.4 改进谢别德法 使用距离倒数加权的最小二乘法，做了两方面的改进：①通过修改反距离加权插值法权函数wi(x,y)= 1/[di(x, y)]u ，以改变反距离加权插值法的全局插值，利用局部最小二乘法来消除或减少等值线的“牛眼”外观。②用节点函数Qi(x,y) 来代替离散点(xi,yi)的属性值zi，Qi (x,y)是一个插值于(xi,yi)点的二次多项式，即有Qi(xi, yi)= zi(i= 1, 2, ?, n)。而且Qi(x,y) 在点(xi, yi) 附近与函数属性值z(x, y)具有局部近似的性质。改进谢别德法可以是一个准确或圆滑插值器。在用改进谢别德法作为格网化方法时要涉及到圆滑参数的设置。圆滑参数是使改进谢别德法能够象一个圆滑插值器那样工作，增加圆滑参数的值可增强圆滑的效果[2]。可以看出，改进谢别德法明显优于反距离加权插值法。 收稿日期：2009-03-19 作者简介：李富（1980—），男，四川遂宁人，助理工程师，从事应用物理研究
频率域位场处理和转换实验
《重磁资料处理与解释》实验二频率域位场处理和转换实验 学院：地测学院 专业名称：勘查技术与工程 学生姓名： 学生学号： 指导老师： 提交日期：2018年1月9日 二0一八年一月
目录 1 基本原理 (2) 1.1位场的方程 (2) 1.2二维傅里叶变换及卷积性质 (2) （1）傅里叶变换 (2) （2）卷积性质 (2) 1.3频率域位场延拓原理 (3) 2 输入/输出数据格式设计 (3) 2.1 输入数据格式设计 (3) 2.2 输出数据格式设计 (3) 2.3 参数文件数据格式设计 (3) 3 总体设计 (4) 3.1频率域位场处理与转换的一般步骤 (4) 3.2软件总体设计结果流程图 (4) 4 测试结果 (5) 4.1 测试参数 (5) （1）向上延拓 (5) （2）向下延拓 (5) 4.2 测试结果 (6) 5 结论及建议 (7) 附录：源程序代码 (8)
1 基本原理 1.1位场的方程 由场论知识可知，位场方程分为 两大类：有源的Possion 方程()02 ≠?U ，以及无源的Laplace 方程()02 =?U 。 Laplace 方程的第一边值问题()1|f U S =通常为Dirichlet 问题，第二边值问题 ?? ? ??=??2|f n U s 通常称为Nueman 问题。若P 点在S 平面内称为内部问题，反之称为外部问题。由唯一性定理可知，Dirichlet 的内部和外部问题的解是唯一的，而Nueman 内部问题的解不是唯一的，有一常数差，但其外部问题解是唯一的。 外部问题的解的唯一性的原因：。 0; 0=??=∞ →∞ →r r n U U 无源区域位场可以表示为： ds n G W n W G p W ??? ? ?????-??= π41)( （1-1） ()() ()()()[] ()() z y x h W d d z y x W z z y W -=-+-+--=??+∞∞-+∞ ∞ -ξξηεη εξηεξηεπξ,,*,,,,2,,x 2 3 22 2 （1-2） 1.2二维傅里叶变换及卷积性质 （1）傅里叶变换 []??+∞∞-+∞ ∞ -+-= =dxdy y x g y x g F v u G e vy ux i ) (2),(),(),(π （1-3） []? ?+∞∞-+∞ ∞ -+-= =dudv v u G v u G y x g e F vy ux i ) (21 ),(),(),(π （1-4） （2）卷积性质 ()()[]()()v u P v u G y x p y x F ,*,,*,g = （1-5） ()()[]()()y x p y x v u P v u G F ,*,g ,*,1=- （1-6）
GPS探测大气水汽含量的研究
GPS探测大气水汽含量的研究 一．探测水汽含量的常规技术 1．常规气球探空观测 目前地球大气参数的廓线分布，大气水汽观测资料主要依靠每天两次的标准观测，其主要局限是：无线电探空气球观测在全球的分布很不均匀，测站密度过稀，在海洋上空甚至没有资料，相邻两次探测之间间隔时间过长，探测的精度不能满足水汽时间空间多变性的要求，且维持这一观测系统的成本也在不断增加。2．水汽微波辐射计(Water V apor Radiometer-WVR) 提供了依靠所测亮温反演扫描方向积分水汽总量和积分液水总量的手段。3．星载微波辐射计 测量地球提供的热背景下相应的吸收线，由于地表温度的多变性而呈现复杂性，应用于洋面的遥感比应用于陆地更为适用。同时由于云的存在使这种应用受到限制。 地基微波辐射计不受低的中等覆盖云量的影响，但云量较多时同样受到影响。降水发生时雨滴的存在对于辐射的影响以及雨滴打湿仪器天线的影响，使得微波辐射计这时很难提供可用的数据。极轨卫星所载辐射计提供很好的空间分辨率但比较差的时间分辨率，而地基辐射计正好相反。 4．激光雷达 费用昂贵，而且不能全天候观测，难以大范围密集设置站网和实现观测业务化。 5．卫星红外辐射计 可以观测大气亮温、估算大气积分可降水分(IPW),能覆盖全球范围，但也只能局限于晴空区域的监测。 二．GPS气象学的发展 GPS气象学(GPS/ METeorology,简写为GPS/MET)是近十年来蓬勃发展起来的，由卫星动力学、大地测量学、地球物理学和气象学交叉派生出的新兴边缘学科。发源于美国，在 2 0世纪80年代，美国的Davis、Herring、Askne,Nordius
高密度电法反演软件Res2dinv使用说明
二维高密度电法反演程序 ver.3.6 for WIN98/Me/2000/XP/2003 使 用 说 明
一、安装软件 当您拿本软件光盘后，双击2DRES，将软件解压至C:\2DRES目录中，插入USB加密锁后，双击2DRES.EXE即可运行该二维高密度电法反演程序。 如果你的操作系统是Windows98，则需安装USB加密锁驱动程序。 （1）点击DONGLE.exe，安装USB加密锁驱动程序。 （2）在98下插入USB加密狗后，提示寻找驱动程序，点击下一步，选择“搜索设备的最新驱动程序（推荐）”再点击下一步,找到C:\windows 目录，点击下一步，提示“请插入标签为......”点击确定后找到 C:\windows\system32\drivers”点击确定便可找到并安装该驱动程序。 以下是软件自带的一些示例数据可用于测试软件的全部功能： LANDFILL.DAT 有50个电极的温纳排列 GRUNDFOR.DAT 不规则数据分布的温纳排列 ODARSLOV.DAT 高阻体上的温纳排列 ROMO.DAT 另一个大型温纳排列 DUFUYA.DAT 有300根电极且超过1200个数据的温纳排列 GLADOE2.DAT 含有地形信息温纳排列 BLOCKWEN.DAT 带有坏数据点的温纳排列 BLOCKDIP.DAT 偶极－偶极排列 BLOCKTWO.DAT 单极－单极排列 RATHCRO.DAT 带有地形信息的温纳排列 PIPESCHL.DAT 温纳—施伦贝谢尔排列 WATER.DAT 水下测量 MODEL101.DAT 一个很大的数据文件，需64兆内存以上 DIPOLEN5.DAT 偶极排列方式，“n”为非整数 BLUERIDGE.DAT 不同“n、a”的偶极排列方式 WENSCHN5.DAT n为非整数的温纳－施伦贝谢尔排列方式 PDIPREV.DAT 单极－偶极排列方式 POLDPIN5.DAT n为非整数的的单极－偶极排列方式 OHMMAPPER.DAT 移动测量系统 KNIVSAS.DAT 中间梯度排列 IPMODEL.DAT 极化数据（IP） IPSHAN.DAT PFE的极化数据 IPMAGUSI.DAT 含金属因子的极化数据 IPKENN.DAT 带有相位角度的极化数据
复杂条件下瞬变电磁法数据处理技术
一、项目名称 复杂条件下瞬变电磁法数据处理技术 二、项目简介 本项目属于煤矿安全领域，针对勘探区不同程度存有的地形和电磁噪声对瞬变电磁法勘探效果的影响展开研究。随着煤炭开采技术的进步，对危险源勘探精度等安全指标的要求随之提高。因此，消除地形及电磁噪声因素影响，进一步提高瞬变电磁法精细化探测技术显得极为迫切。中煤科工集团西安研究院有限公司以2015年度技术创新项目“地面TEM数据地形校正及电磁干扰压制技术研究（2015XAYZD14）”为依托，旨在开发解决复杂条件下瞬变电磁法数据处理技术。 项目研究突破常规复杂条件的认识，从理论基础出发深入研究地形和电磁干扰影响机理，通过对不同地电模型和干扰特征的模拟与噪声提取，针对性开发地形影响与电磁干扰校正技术。主要取得以下创新成果： 1）纯地形自适应的校正技术 采用三维正演数值模拟方法，研究带地形地电模型和激发场源畸变特征，进而分析各典型地形条件下二次场响应特征，总结纯地形影响机理。基于上述研究，根据地表起伏形态，引入各测点实际高程进行计算校正，形成自适应的地形较正技术。 2）基于缓变地层条件的电磁干扰校正技术 基于含煤地层横向上电性变化相对均一、纵向亦有统一规律的认识，参考相邻测点未受干扰数据，通过线性采样密集数据在限差、拟合的技术下对夹杂的电磁干扰进行噪声去除，使数据回归应有的地电特征。 项目取得已授权发明专利1项，软件著作权6项，发表论文15篇。提高了复杂条件下瞬变电磁法数据处理能力和适用性，为保障煤矿安全高效生产起到了积极作用。项目研究的数据处理技术在陕北、黄陵、临汾、新疆、宁夏等矿区大量应用，经超过70次钻探和井下揭露证明，探测结果准确率超过80%。项目研究成果应用效果好，提高勘探解释可靠性，促进处理技术发展，取得了明显的经济和社会效益。
大气水汽国内外研究
1 原理是大气辐射传输模型，地物在近红外波段的反射率大致相等或呈线性变化，因此，大气水汽的透过率就可以通过一个吸收通道和一个窗口通道的比值得到，而水汽通过率又与大气水汽总含量有关系，从而可以求得大气中的水汽总含量。再利用水汽总含量与单位面积的气柱水汽含量的关系式求得气柱水汽含量。也就是两通道或三通道比值法。结果表明，近红外通道反演效果优于红外通道，主要是由于低云对红外通道的影响造成的。 2 采用modis传感器36个波段中5个波段的地表辐射数据，其中，17、18、19波段是水汽的吸收波段，2、5波段是大气窗口波段。首先，对modis1B数据进行几何定位和辐射定标，利用辐射传输方程和水汽透过率与大气水汽含量的关系式求得水汽含量反演值w1；然后利用探空观测数据计算水汽含量观测值w2。对w1和w2进行对比得到反演精度和可靠性。 3 modis大气水汽反演主要有两种算法：两通道比值和三通道比值法。反演水汽算法是以辐射传输方程为基础进行推导的。每个像元的水汽含量是有明显差异的，海洋上空水汽含量明显高于陆地上空。 4 用roi工具在图像上存在探空数据的地方及水陆区域划出几个感兴趣区，通过计算最大最小值、均值、标准差等统计量评价反演精度和可靠性。用2D Scatter plot工具进行一元相关性分析等。 国内研究 1959年，吴伯雄利用1956年全国月平均探空资料，首次绘制了中国上空水汽含量分布图。继后，随着探空气象站的增加和资料的累积，郑斯中、杨德卿，邹进上、江静、陆渝蓉、高国栋以及刘国纬等，也相应研究了中国上空的水汽含量及其时空分布。其中邹进上等较全面、深入地阐明了中国上水汽含量时空分布的基本特点和控制因子。目前常规无线电探空每天2次的标准观测和台站密度以及探测的精度已经不能满足水汽时间空间多变性的要求。 水汽微波辐射计(Water Vapor Radiometer-WVR)的发展提供了依靠所测亮温反演扫描方向积分水汽总量和积分液态水总量的手段。一些不同的辐射计相继被使用，星载微波辐射计测量地球提供的热背景下相应的吸收线，由于地表温度的多变性而呈现复杂性，应用于洋面的遥感比应用于陆地更为适用。同时由于云的存在使这种应用受到限制。地基微波辐射计不受低空中等覆盖云量的影响，但云量
电法正演理论
《电法数据处理与解释》课程教学大纲 课程编码：0801523098 课程名称：电法数据处理与解释 课程英文名称：Data processing and Interpretation of Electrical Method 总学时：44（讲授36学时，实验8学时） 学分：2.5 开课单位：地球探测科学与技术学院 授课对象：勘查技术与工程专业（应用地球物理方向）本科生 前置课程：高等数学、电磁场论、应用地球物理Ⅱ：电法勘探原理与方法 一、教学目的与要求 本课程是勘查技术与工程专业（应用地球物理方向）本科生的专业教育课程。本课程以深化电法勘探理论、复杂情况下电法数据处理，正、反演计算及电法资料解释为重点。在本课程中，使学生系统学习复杂情况下电阻率法资料数据处理原理与方法；电法勘探反演理论、反演算法，并将其运用到电阻率法、激发极化法和电磁感应法的数据处理及反演解释中。通过本课程的学习使学生掌握利用计算机处理电法勘探资料的理论基础和计算技术，进一步提高学生对电测资料的处理、反演和地质解释能力。为参加实际工作打下扎实的基础。 二、教学内容 第一章电阻率法的地形影响及其校正 §1. 获取纯地形异常的方法 §2.比较法进行电阻率法的地形影响校正 内容提示： 获取纯地形异常的方法有多种，如物理模拟、数值计算等，这里主要介绍利用角域叠加的方法获得地形纯异常的方法。并利用获得的纯地形异常对电测深、联合剖面、中间梯度观测数据进行地形改正。其他
的数值方法作为一般的了解，如边界元法，有限元法等。 第二章电法勘探数据反演理论基础 §1 反演问题的描述 §2 广义反演问题 §3 非线性反演问题的线性化 内容提示： 本章重点内容是广义反演方法，详细介绍基于最小二乘法的各种反演方法的反演算法与程序实现。 第三章电测深曲线数字解释法 数值正演计算 §1. 层状模型ρ s §2. 实际观测数据的一维反演 §3. 弯曲测线的电测深曲线处理 §4. 二维反演简介 一般内容： 采用滤波方法的计算思路以及滤波系数的计算，弯曲测线的数据处理，二维反演基本过程及结果。 重点内容： 利用滤波方法计算层状模型ρs数值计算思路以及算法实现，在此基础上将广义反演应用到电测深数据的反演中，并给出反演中偏导数计算的详细公式。 第四章频谱激电法数据处理与解释 §1. 频谱激电的柯尔——柯尔模型 §2.复电阻率谱的最优化反演解释 一般内容： 复电阻率的反演技术 重点内容： 复电阻率的计算理论基础：柯尔-柯尔模型的应用；利用该模型获取视极化率的方法。 第五章频率域电磁测深数据处理与解释
化极原理
2 化极原理 空间域位场转换复杂的褶积关系, 在频率域表现为简单的乘积形式. 即由实测异常的傅里叶变换频谱乘上相应的转换因子, 再反变换, 就是需要的转换结果, 其中转换因子可以是单个, 也可以是多种转换因子的组合, 这是频率域处理转换的突出优点例如实际资料的化极计算, 转换因子就应该包括去除高频干扰的滤波因子与化极因子的组合, 这类组合在频率域实现起来非常方便。化极计算涉及到磁化方向转换与测量方向转换, 该方向转换因子一般形式为H(u,v)=─—, ⑴ 其中q k=i(ul k+ vmk)+ nk√u2+ v2,(k=0,1,2,3),i=√-1,u,v为x,y方向的圆频率；lk=cosIk·cosDk，mk=cosIk·sinDk，nk=sinIk为方向余弦，Ik，Dk分别为磁化方向（和测量方向）的倾角和偏角；q0和q1分别为测量方向和磁化强度方向的频率域因子；q2和q3分别为转化后的测量方向和磁化强度方向因子。 当为化极时：I2=I3=90o,q2=q3= u2+ v2,且现在经常测量的是总场磁异常T , 其对应的测量方向是地磁场方向. 假设磁化强度方向与地磁场方向一致( 特别在稍大一点测区, 总是这样考虑) , 因此有q0= q1, 具体化极因子可简化为 用u= rcosθ, v= rsinθ代入( 2) 式, 即得极坐标系下的转换因子H( r,θ ) 为 其中r= u2+ v2, = arctan( u /v ) . 可以清楚看出频率域化极因子H( r, ) 是角度的单一函数, 与频率的高低无关, 因而可写成H(θ) . 上述频率域化极因子为扇形放大因子, 其数值直接依赖于磁倾角. 在I0= 0的极端情况下, 即磁赤道附近, 化极因子为 当θ= D0±90o时, H (θ) →-∞, 其特点见图1所示. 当磁倾角I0较小时, 化极因子的放射状线的极大值近似与磁倾角的平方成反比, 即 在接近该线较窄的扇形区域, 化极因子幅值升幅很快. 由( 5) 式可知, 在θ接近D0±90o时, H (θ) 数值很大, 造成计算结果很不稳定, 表现为化极结果沿磁偏角方向D0条带明显, 这是化极因子在θ= D0±90o方向由低频到高频的放大造成的. 为此, 需要对化极因子进行改造, 压制沿D0±90o方向的放大作用, 使计算稳定, 减少甚至消除条带现象. 然而, 化极因子沿D0±90方向的放大作用是其重要特征,改造得太严重, 就会失去其特征, 同样得不到理想的化极结果. 从理论上讲, 化极因子的所有特征都保留, 对应的必然是理论的化极结果. 但实际计算中,一方面数值必须是有限的, 超过则计算会溢出或误差很大. 另一方面, 数据是有限的、离散的, 其频谱必然与理论谱有误差, 该误差必然会被化极因子传递, 由于化极因子是放大因子, 沿某一方向一定范围内由低频到高频都放大, 计算中的误差就会放大传递, 对计算结果必然带来影响, 有时影响是巨大的.因此, 实际计算过程中应该对化极因子中不致于造成溢出的部分保留( 可逆部分) , 而对会引起数值极度放大的部分( 不可逆部分) 进行压制. 本文为此提出针对性措施压制因子法. 2. 1压制因子法 根据低纬度化极因子的平面、剖面特征( 图1) , θ0= D0±90o为死亡线 ,θ0 ,α0的扇形区域为死亡地带 ,α0为一较小的角度. 为了压制靠近D0±90o附近的过度放大效应, 设计一个压制因子, 该因子在D0±90o附近趋于零, 即压制作用最强; 一定范围以外等于1, 即不压制. 另外要求压制因子足够光滑. 余弦函数具有很好的特点, 对其加以改造, 可以满足上述要求. 为此设计如下压制因子: F( u, v) = F0 ( ) , 那么该滤波因子的特征( 图2) 应有
电导法测定弱电解质的电离常数实验数据处理
五、实验数据记录与处理 1作图法求K ° HAC。 (1)根据公式： (c/C〉m 1 1 上m 上'm K^HAc(上"m)2 如果以1/ A m对C A m作图，截距即为1/ Am,由直线的斜率和截距即可求得K° 。 (2)为求得相应的1/ A m和C A m的数值，实验测得以及计算所得的相关数据见表一所示。 (3 )以1/ A m对C A m作图(见图一)。 图一以1/ A对C A m作图求K HAC
图二 以1/ An 对C A m 作图拟合结果 根据拟合结果： 直线的斜率为：42664.10717 ;直线的截距为：28.1034 根据公式： K 6 HAc =(截距)2 *10-3 /斜率 =1.85*10-5 通过查阅《普通化学原理》附表，知： 25C 时，醋酸的K 6 HAC =1.75*10-5 相对误差：5.71% 2、求醋酸的电离度a 根据弱电解质的电离度与摩尔电导率的关系: A m 求出五组不同浓度的醋酸溶液的电离度，见 表二。 其中25C 下的人蔦由表三得到。
3、计算法求K ° HAC 根据公式： 根据计算的结果，只有 c/16的K ° HAC 与其他数据相差较大，这与通过作图拟合时的数 据一致，通过图一中对无根数据的拟合， 可以看出也是c/16的数据点偏离拟合直线比较多, 应该是实验误差所致。 4、对第一次实验数据的处理以及处理结果。 注：本次实验我们小组测量了两次， 原因是第一次实验测量的数据通过拟合直线虽然斜率是 可靠的，但是其截距是负值， 这与直线方程的截距物理意义不符合， 通过询问前面几组的数 据，我们发现用右侧仪器的小组数据都出现了这样一个问题， 因此我们决定用另外一个仪器 第二次测量。 (2)作图法求 2000 ° 表四。 通过计算的方法求得 K °HAc ，与作图法以及标准值比较，相关数据见 表四 计算的方法求得 K HAc K ^HAc (c /
电阻率法和电磁法联合反演进展
电阻率法和电磁法联合反演进展 地球物理反演过程是一个将观测数据转换为地质-地球物理模型的过程，其首要解决的问题之一就是尽可能的减少地球物理场的多解性，从而得到一个可靠的地质模型。然而，地球物理方法所采集到的数据集通常受到地表干扰或方法自身缺点的影响，使得反演结果难以全面的认识地下地质概况。直流电阻率法( DirectCurrent Ｒesistivity，DC) 在浅层勘探中具有较高的灵敏度，但是由于装置展布的限制和深部传导电流受到极大的削弱，因此很难获取到深部的有效信息。电磁法，受到地形起伏和近地表横向电性分布不均匀，易产生静态效应，极易混淆真假异常，增加地质解释的难度。由此可见，单一地球物理方法的反演容易造成地下地质解释的模糊性。在综合地球物理中同时运用多种地球物理数据进行同步、顺序、剥离、伸展等方式计算同一地质体的物性特征和几何展布称为联合反演，联合反演是综合地球物理工作中不可或缺的一种重要的定性和定量解释工具。结合多种地球物理数据进行联合反演能够有效的减少模型解空间。这主要是由于: (1) 不同地球物理方法获得的解空间不尽相同。利用不同地球物理方法的优势，一种方法中的零空间可以通过联合反演在另一种方法中得到补充。 (2) 不同地球物理方法测量的物性参数不尽相同。地下岩矿石包含了多种物理属性，通过在同一区域对不同物性参数的测量，从不同的侧面提高对该区域岩性及其范围的识别。 (3) 不同地球物理方法所受的干扰因素不尽相同。某种方法部分受到强干扰的数据可以用另一种方法的数据经行校正，有时比单一方法采集更多数据更为有
效。 自1975年V ozoff和Jupp首次提出进行MT和DC数据联合反演(V ozoffandJupp，1975)以来，中外学者对联合反演从理论到应用都做了许多研究:Sasaki(1989)、Sharma(SharmaandKaikkonen，1999；SharmaandVerma，2011)等对大地电磁和直流数据进行了联合反演研究。Zeyen和Pous(1993)进行了带有先验模型的磁法和重力联合反演研究。Hering等(1995)详细论述了DC与浅层地震的联合反演算法。Bosch等(2006)运用蒙特卡洛方法进行了三维重磁的联合反演研究。Moorkamp等(2011)提出了一种适用于地震、MT和重力的三维联合反演框架。国内学者对联合反演也做了许多贡献，于鹏等(2007)利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法，实现了重力和地震资料的约束同步联合反演。万玲等(2013)提出地面磁共振MＲS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法，提高了解释结果的准确度。彭淼等(2013)研究了基于交叉梯度耦合约束的大地电磁与地震走时资料的三维联合反演算法。陈晓等(2010)采用非线性模拟退火方法实现了加入有效模型约束的大地电磁与地震的同步联合反演，使反演的解更实际更稳定。陈华根等(2012)在实际资料处理中应用了MT和重力的模拟退火联合反演并取得了较好的效果。刘彦等(2012)在对国内外大地电磁与地震数据联合反演的研究现状分析的基础上，总结了电震联合反演算法的类型。 回顾联合反演的发展历史，联合反演是综合地球物理定量解释的重要工具，是未来地球物理学的一个发展方向。从总体上来说国内的联合反演主要集中在重磁电磁与地震方法的结合，而更具有合理性的基于相同物性基础的联合反演较为少见。
电法处理软件使用说明.doc
电法处理软件使用说明 井下直流电法解释软件由VB开发环境完成。该软件由煤炭科学研究总院西安分院开发，专用于井下直流电法资料解释的配套软件，可在WINDOWS环境下运行。 下面介绍一下该软件的使用过程： 1．软件的安装： 运行安装软盘中的setup.exe程序，然后按照提示就可以完成安装。需要注意的是：请确保绘图软件Grafwin和suffer安装在c:\SURFER6目录下，本程序才可以调用它。 2．软件各项菜单说明： 文件菜单包括： 从仪器导入、 打开、 保存、 打印、 退出。 数据处理菜单包括： 格式转换、 数据编辑、 层状正演计算。
数据成图菜单包括： 平剖图、 等值线图。 3．各项详细介绍： “从仪器导入”菜单项：该菜单使用于pc机和仪器之间的数据传输，当点击该项或者快捷按钮后将显示下图所示窗口： 选择好”通讯端口”和”保存路径”后 就可以点击”确定”按钮来开始通讯。 通讯过程中要让仪器先处于等待传 输状态，并且本程序可以显示传输进度。 例：保存路径：e:\gf\1.dat “打开”、“保存”、”打印”、”退出”菜单项：这几项菜单项和一般应用软件功能基本相同，这里就不再介绍了。 “格式转换”和“数据编辑”菜单项：这两项是在点击“打开”菜单后才可以使用，对仪器的原始数据进行格式转换和一些相关的计算。如果原始文件存为1.dat, 则这项数据存在1zh.dat和1bj.dat中。
“层状正演计算” : 该项是在有一些已知条件的情况 下，输入各层的厚度和电阻率值，计算一条正演曲 线的数据。如果原始数据存在1.dat中，点击确定 后该数据存于1zy.dat中。 “平剖图”和“等值线图”：前者会粗略地描述一下地层电阻率的大致趋势，从这种趋势可以看出一些的地层分层的信息，为后面的等值线图的解释提供参考。 点击后者会调用suffer和grafwin绘图程序。关于它们的使用，请参阅它们的使用说明，这里不作介绍。 4.软件使用的一般流程 本软件使用的一般流程为: 数据传输—打开传输文件—数据转换—数据编辑—成图. A . 数据传输:点击状态栏中的按钮就会出现如下图所示的窗口
地基GPS反演大气水汽总量的初步试验
地基GPS 反演大气水汽总量的初步试验 Ξ 何 平 徐宝祥 周秀骥 王红艳 (中国气象科学研究院,北京100081)提 要 1998年5～6月的“海峡两岸及邻近地区暴雨试验” (HUAMEX )期间,同时进行了小规模的地基GPS 长时间连续估测大气水汽总量的外场试验。试验中应用探空和地面降水资 料与GPS 反演结果进行了比较分析。地基GPS 反演的大气水汽总量与探空得到的大气水 汽总量,两者随时间演变的趋势一致,两者估算的水汽总量平均偏低6.5mm ,两者偏差的均 方差为4.3mm 。GPS 反演的大气水汽总量随时间明显的呈周期性变化,平均周期为7.2 天。从GPS 反演的大气水汽总量随时间演变图上可以清楚地看出水汽的积累与释放过程, 并与地面降水存在一定的对应关系,地面降水大多发生在GPS 反演的水汽总量处于相对高 值且变化率较大的时候。 关键词:GPS 干延迟 湿延迟 水汽总量 引 言 水汽在大气物理过程中扮演着极其重要的角色,对大气水汽总量及其演变的测量,有助于对风暴系统的结构和演变、地气系统的能量平衡等问题的研究。运用GPS 技术估算大气水汽总量是20世纪90年代发展起来的一种有潜力有实用价值的新方法。1992年Bevis 等人提出了采用地基GPS 估算大气水汽含量的原理,1993年美国进行了GPS/STORM 观测试验,并采用“相对GPS ”方案(在参考站引入微波辐射计WVR 消除差分误差)对数据进行了处理,稍后,在对GPS/STORM 试验获取的资料进行处理的过程中,Du 2an [1]和Bevis [2]又提出了反演大气水汽总量的“纯GPS ”方案(无需WVR 定标)。在国内,近几年也开始了这方面的研究工作[3～6]。特别是,在1998年5、6月的“海峡两岸及邻近地区暴雨试验”期间,我们进行了组建地基GPS 接收站进行实际探测的试验,以期获得有关大气水汽总量的信息。试验是成功的,初步结果显示出地基GPS 反演水汽总量是一种有前途的遥感技术。 1 外场试验与GPS 资料的处理 在1998年的“海峡两岸及邻近地区暴雨试验”期间,于汕头、阳江两地分别建立了第13卷2期 2002年4月 应用气象学报JOURNAL OF APPL IED METEOROLO GICAL SCIENCE Vol.13,No.2 April 2002 Ξ本文由科技部攀登专项952专23及G1998040906212资助。 2000207213收到,2001202204收到修改稿。
航磁数据处理资料
航磁数据位场转换处理及效果 航磁T 测量数据是不同深度、不同形态、规模的磁性地质体磁场信息在观测面上的综合反映。由于场的叠加效应，使得某些具有一定地质意义的异常变得复杂，在原始图件上很难识别，给地质解释工作带来了难度。为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，根据测区航磁异常特征和地质解释需要，对原始测量数据进行了原平面化极、上延、垂向一阶导数以及剩余异常提取等几种位场转换处理。 第一节位场转换处理及效果 航磁平面网格数据位场转换处理采用表达式简单、运算速度快捷的频率域算法，进行化极、导数换算、解析延拓等处理。频率域转换的过程是：首先对异常资料进行傅立叶正变换，以得到异常资料的频谱；而后把异常的频谱和与转换相应的频率相应函数点积，得到处理后异常的频谱；最后对处理后异常的频谱进行傅立叶反变换，从而得到处理后的异常。 位场转换处理使用的软件是中国国土资源航空物探遥感中心自主开发的 WINDOWS系统下地球物理数据处理解释软件(GeoProbe Mage)及航空物探彩色矢量成图系统( AgsMGis)。 一、原平面化极处理 化极，即化磁极，就是把斜磁化异常转变为垂直磁化异常，相当于在磁北极观测异常。测区处于中纬度地区，由于倾斜磁化的影响，造成磁异常中心不是正好对应在地质体的正上方，而是相对于地质体的中心向南部产生一定的偏移。这对于确定磁性地质体的空间位置、形态、分布范围以及对磁异常的定性定量解释均带来一定的困难。化极可用于消除由于非垂直磁化引起的异常不对称性，在剩磁很小或感磁远大于剩磁且两者方向一致的情况下，将实测的斜磁化异常转化为垂直磁化异常，这样可以较为准确的确定异常的场源位置，提高异常解释的定位精度。从而使异常形态简化，并与磁性体位置保持一致，有利于圈定磁性体边界和走向。 作化极处理时要注意剩磁的影响，化极处理一般都假定磁化方向与地磁场方向一致，对于那些剩磁远远大于感磁且剩磁方向与地磁场方向不一致的磁性体就不符合这一假设条件，特别是测区中的火山岩分布区，由于剩磁较大会出现磁场畸变现象，使用时应注意甄别。从项目组野外物性测量结果看，区内多数岩石以感磁为主，剩磁方向与感磁方向接近，符合化极的前提条件。 全区采用"频率域偶层位变倾角磁方向转换方法"实现磁场全变倾角化极。在观 测面上建立笛卡尔直角坐标系，使x轴志向磁北，z轴垂直向下。假设观测场T是
毕设--高密度电法探测及数据处理解释
本科毕业设计（论文） 题目：物探实习场地的高密度电法探测及数据处理解释 学生姓名：xxx 学号：xxx 专业班级：xxx 指导教师：xxx x年 x月x日
物探实习场地的高密度电法探测及数据处理解释 摘要 由于现在的工程和环境地质调查的所面对状况越来越复杂，而现今普通的物探方法已经难以满足实际工作的需要。高密度电法中所用的基本原理是与传统的电阻率的方向实际上是相同的。高密度电阻率法的核心其实就是在进行野外测量时将电极以阵列的方式布设于各个测点上，然后利用微机工程电测仪对数据进行测量并记录。本次物探实习场地的高密度电法测量就是实地进行高密度电法的数据采集并且在每道测线采集两种不同的装置类型，然后对于采集到的数据进行处理和解释并且比较不同测量装置类型对于地下界面的探测效果的不同。 关键字：高密度；电极距；装置类型
Geophysical practice space of high-density electrical detection and data processing and interpretation Abstract Because of the face to the current engineering and environmental geological survey of the situation become more complicated, but now ordinary geophysical methods have been difficult to meet the needs of practical work. The basic principles of high density electrical method is used in the conventional direction of resistivity it is practically identical. Core high density resistivity method is actually carrying out field measurements of the electrode array in the manner laid on each measuring point, then the use of computer engineering electrical measuring instrument to measure and record data. The internship site for Geophysical high density electrical measurement is carried out in the field of high-density electrical method of data collection and survey lines at every gathering of two different types of devices, and then the collected data processing and interpretation and comparison of different measuring devices type for the detection of the effect of the different subsurface. Keywords：High density; electrode spacing; device type
地球物理勘探电法数据处理方法简介
地球物理勘探电法数据处理 方法简介 编写人：易才华 编写日期：2013年10月
目录 1D处理技术及成果 (3) 2D处理技术及成果 (7) 常规电法 (7) 中间梯度测深 (8) 方法简介 (8) 生产实例 (9) 大地电磁法 (11) 3D处理技术及成果 (12)
1D处理技术及成果 地球物理勘探中，一维数据处理是最基本、最常见的技术处理手段。以下介绍本公司在电法勘探数据处理中应用的一维数据处理系统。 IX1D是美国INTERPEX公司研发，已有20年的开发历程，目前最新发行版为2013年8月发行的IX1D3.52版，该系统是一套非常完整全面一维电法处理系统，能够处理常规电阻率法，时间域激电法，频率域激电法，大地电磁法，大地音频电磁法，可控原电磁法，瞬变电磁法（中心回线，重叠回线，大定源回线（偶极-偶极），偏移距回线）等电法测深剖面数据。如以下图片所示山西某煤田，煤层勘探成果，该项目使用凤凰公司V8电法工作站，瞬变电磁法-大定源装置，该剖面成果资料由IX1D处理完成，由高登公司SURFER 11成像。 图1感应电动势拟合曲线及模型
图2视电阻率拟合曲线及模型 图3多测道感应电动势拟合及反演模型 图4该项目某剖面成果 图5该项目某剖面成果 通过IX1D处理，图4，图5中由电性特征推断煤层埋深产状清晰，断裂构造位置明显，地层界面连续稳定。 在2013年成都所云南项目中，本公司也使用ix1d系统处理该项目对称四
极激电测深资料。如以下图例所示 图6该项目中某测深点原始曲线拟合及反演模型 图7剖面图及模型图
图8视电阻率及视极化率反演成果图 IX1D的处理成果较好，但在交互性和易用性，特别是在成果成像上都比较差，需要后期使用surfer优化成像。在这方由面俄罗斯alex.k开发的ZONDIP 直流激电处理系统就大大优于IX1D。原始断面，曲线拟合，模型输出等布局合理使用简单，成果一目了然。如下图所示 图9ALEX.K ZONDIP激电处理系统界面无论是瞬变电磁法还是常规电测深法对于煤田等层状介质类的异常分辨清晰，特别是水平层状的沉积地层，效果较好，1D处理技术主要是假设一切勘探对象都为水平层，对单点测深曲线进行水平分层建模拟合，由于计算机技术的飞速发展，现有的商业处理系统完全可以取代传统的量板处理法。