頻率域等效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法研究.pdf

1、目前已在全國范圍內(nèi)開展了1:5萬的礦產(chǎn)資源大調(diào)查，在礦產(chǎn)資源大調(diào)查中除礦產(chǎn)調(diào)查外還要完成1:5萬的地面和航空磁法測量工作。1:5萬磁法測量屬于中、大比例尺，其受地形起伏和航空飛行起伏的影響較大。在地球物理重、磁測量中，不論是陸地測量或航空測量，其觀測面總是一個(gè)起伏的曲面，有時(shí)還可能是一個(gè)間斷曲面（比如航磁測量中不同時(shí)期飛行資料的銜接處），在這些測點(diǎn)上的重、磁數(shù)據(jù)經(jīng)過各項(xiàng)校正之后所得到的重、磁力異常數(shù)據(jù)仍位于原觀測點(diǎn)位（曲面）上。這給重、

2、磁力異常的解釋帶來了兩個(gè)方面的困難：第一是成圖的困難，這在航磁異常解釋中尤為明顯。目前的航磁測量飛行是盡量靠近地表面飛行，在山區(qū)和平原的交界處就有可能采用兩個(gè)以上的飛行高度，造成飛行資料出現(xiàn)“斷階”；或不同時(shí)期飛行的航磁資料進(jìn)行拼接，在拼接處也會(huì)出現(xiàn)“斷階”現(xiàn)象。其實(shí)航空重力數(shù)據(jù)也存在同樣的問題。為了能統(tǒng)一成圖，只好采用“調(diào)平”的辦法強(qiáng)行使其“統(tǒng)一”，這會(huì)造成“假異?！背霈F(xiàn)。第二個(gè)困難是因?yàn)槲覀兊亩ㄐ越忉屖腔谄矫嫔系闹?、磁力異常的特點(diǎn)

3、進(jìn)行的，而重、磁力異常是位于曲面上的，表現(xiàn)出的有關(guān)特征比較復(fù)雜，而且與平面上的重、磁力異常特征具有一定的差異，這時(shí)如若還繼續(xù)當(dāng)成平面上的重、磁力異常來進(jìn)行定性解釋的話，就有可能使得定性解釋結(jié)果出現(xiàn)偏差。故適應(yīng)性強(qiáng)、精度高、計(jì)算速度快的曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的建立對實(shí)際資料的處理和轉(zhuǎn)換是不可或缺的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了頻率域單層位法曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法，該方法適合于重力異常及其各階混合方向?qū)?shù)的處理和轉(zhuǎn)換；而

4、已有的頻率域偶層位曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法適合于磁力異常及其各階混合方向?qū)?shù)的處理和轉(zhuǎn)換。將頻率域單層位和偶層位合并形成了頻率域等效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法。本論文系統(tǒng)的研究了頻率域等效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法的基本原理。通過研究認(rèn)為，頻率域等效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法具有適應(yīng)性較強(qiáng)和計(jì)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，唯一的缺點(diǎn)是不能適用于“強(qiáng)地形”。⑵完善了頻率域等效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換的有關(guān)技術(shù)措施，如正演時(shí)級(jí)數(shù)穩(wěn)定、快速收斂技術(shù)

5、，等效源參數(shù)反演時(shí)穩(wěn)定、快速收斂技術(shù)，單點(diǎn)快速 Fourier變換技術(shù)。重點(diǎn)研究了最小曲率差分迭代格式的濾波特性，通過研究認(rèn)為非原位迭代格式不收斂，只有原位迭代格式收斂；完善了最小曲率網(wǎng)格數(shù)據(jù)擴(kuò)邊、補(bǔ)空技術(shù)及網(wǎng)格化技術(shù)。提出了頻率域等效源布置措施和頻率域等效源分塊處理措施，提高了計(jì)算精度和計(jì)算速度。這些方法技術(shù)措施，不但提高了頻率域等效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和精度，而且提高了效率。⑶采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了頻率域等

6、效源曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換方法的軟件設(shè)計(jì)，利用Fortran90高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行了軟件開發(fā)。該方法軟件可以直接利用位場值（重、磁力異常及其各階混合方向?qū)?shù)）進(jìn)行曲面位場數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換，不但可以實(shí)現(xiàn)曲面位場數(shù)據(jù)的延拓、分量轉(zhuǎn)換、導(dǎo)數(shù)換算、磁化方向轉(zhuǎn)換、磁源重力異常計(jì)算，還可以同時(shí)進(jìn)行延拓及各種轉(zhuǎn)換。計(jì)算結(jié)果精度高，計(jì)算速度快且具有很好的穩(wěn)定性。⑷理論模型測試結(jié)果表明，頻率域等效源法受垂向不連續(xù)觀測面的起伏影響最大、其次是點(diǎn)距和線距大小