實(shí)驗(yàn)四-位場邊緣識別程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(已修改)
2025-06-21 17:36 本頁面
【正文】 《重磁資料處理與解釋》實(shí)驗(yàn) 四 位場邊緣識別程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 專業(yè)名稱： 地球物理學(xué) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)老師：王萬銀、紀(jì)新林、紀(jì)曉琳、邱世燦 提交日期： 202113 基本原理 地質(zhì)目標(biāo)體邊緣時(shí)指斷裂構(gòu)造線、不同地質(zhì)體的邊界線，實(shí)際上是具有一定密度或磁性差異的地質(zhì)體的邊界線，在地質(zhì)體的邊緣附近，重、磁異常變化率較大，故所有的邊緣識別方法均利用這一特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。現(xiàn)在有重、磁位場邊緣識別方法分為數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算以及其他三大類。 數(shù)值類邊緣識別方法均利用極大值位置或零值位置 確定地質(zhì)體的邊緣位置，其依據(jù)的理論基礎(chǔ)是二度體鉛垂臺階模型的重力異常特征。在該模型邊緣處重力異?？偹綄?dǎo)數(shù)和解析信號振幅達(dá)到極大值、垂向?qū)?shù)達(dá)到零值。故可以利用這些特征位置來確定二度體鉛垂臺階的邊緣位置，確定傾斜二度體、不規(guī)則二度體及三度體邊緣位置的理論均為二度體鉛垂臺階模型理論的推廣，但確定的邊緣位置和真實(shí)的位置有一定的偏差。該偏差隨著地質(zhì)體邊界形狀、埋深、水平尺寸及物性差異等的變化而變化。因此，邊緣識別結(jié)果是一種定性或半定量解釋結(jié)果，與定量解釋結(jié)果有一定區(qū)別，識別結(jié)果可作為邊緣位置定量反演的初值。 (1)垂向?qū)?shù)： 垂向?qū)?shù)方法利用零值位置確定地質(zhì)體的邊緣位置，重力異?？梢灾苯邮褂茫瑢Υ帕Ξ惓１仨氜D(zhuǎn)化為磁源重力異?；蚧瘶O磁力異常才可以使用 ( , , )( , , ) g x y zV D R x y z z?? ? ( ) （ 2）解析信號振幅： 解析信號振幅也是利用極大值位置來確定地質(zhì)體的邊緣位置適用于重、磁力異常 22A SM TH D R V D R?? () （ 3） 總水平導(dǎo)數(shù)（ THDR） 22( , , ) ( , , )( , , ) g x y z g x y zT H D R x y z xy ???????? ???????? ?? () 輸入 /輸出數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì) 依據(jù)上述原理，現(xiàn)在對上述各種邊緣識別方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 輸入數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì) 本次實(shí)驗(yàn)給了正演的重力異常數(shù)據(jù)，為 .GRD 格式，均為實(shí)型變量。 例如： DSAA 201 201 … 輸出數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì) 計(jì)算結(jié)果輸出數(shù)據(jù)格式與輸入格式對應(yīng)， 格式為 .GRD 格式， 均為實(shí)型變量 。 例如： DSAA 201 201 … 參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì) 將以上 部分量保存在一個(gè)文件中，該文件名變量為 cmdfile，字符串變量，長度不超過 80，全路徑名。在該文件中保存的參數(shù)如下： 輸入數(shù)據(jù)文件名 input_file，字符串變量，長度不超過 80； 輸出 vdr 數(shù)據(jù) 文件名 output_file_vdr，字符串變量，長度不超過 80； 輸出 thdr 數(shù)據(jù) 文件名 output_file_thdr，字符串變量，長度不超過 80。 輸出 asm 數(shù)據(jù) 文件名 output_file_asm，字符串變量，長度不超過 80 factor_m：擴(kuò)邊比例因子，實(shí)型變量 （ 1） ； 此次程序采用 IPO 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先通過讀取 cmd 文件，得到相關(guān)輸入?yún)?shù)：輸入數(shù)據(jù)文件名 、 輸出 vdr 文件名 、 輸出 thdr 文件名 、輸出 asm文件名 、擴(kuò)邊比例因子 factor_m；然后確定確定擴(kuò)邊網(wǎng)格的大小 ，擴(kuò)邊數(shù)據(jù)點(diǎn)號位置；再從觀測面位場數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)。下一步，進(jìn)行二維余弦擴(kuò)邊，將擴(kuò)完邊的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速二維傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到頻率域； 接下來在頻率域求出在 x,y,z 方向的導(dǎo)數(shù)并反變換；最后求出 VDR、 THDR、 ASM 數(shù)據(jù) 。 最后去 除擴(kuò)邊部分后輸出。總體設(shè)計(jì)見表 1。 輸入?yún)?shù)：輸入數(shù)據(jù)文件名 、 輸出 vdr 文件名 、 輸出 thdr文件名 、輸出 asm 文件名 、 擴(kuò)邊比例因子 factor_m。 確定擴(kuò)邊網(wǎng)格的大小 m*n(m,n 均為 2 的冪次方 ) 從 輸入數(shù)據(jù)文件名中讀取數(shù)據(jù) 對原始數(shù)據(jù) 進(jìn)行二維余弦擴(kuò)邊 對 擴(kuò)邊后的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速二維傅里葉正變換 將傅里葉變換后的數(shù)據(jù) 與導(dǎo)數(shù)因 子 相乘求出 重力數(shù)據(jù)在 x,y,z 方向的導(dǎo)數(shù) 對導(dǎo)數(shù) 進(jìn)行快速 二維傅里葉反變換 分別 求出 VDR、 THDR、 ASM 值。 去除擴(kuò)邊部分后輸 出結(jié)果 圖 總體設(shè)計(jì) NS圖 分析： 由圖 可看出， VDR 方法的零值線可較準(zhǔn)確識別模型體的邊界；由圖 可看出， ASM 的極大值點(diǎn)邊界可大致識別模型體邊界，但精度不是很高。對比 圖 到 可以看出， THDR 方法對模型邊界的識別效果是最好的。 5 結(jié)論及建議 經(jīng)測試 ， VDR 與 THDR 對模型體的邊界位置識別效果較好，而 ASM 對模型體邊界識別效果較差。三種方法中， THDR 效果最好。 圖 重力異常原始圖 圖 垂向?qū)?shù)（ VDR） 圖 解析信號振幅（ ASM） 圖 ASM（解析信號振幅） 圖 總水平導(dǎo)數(shù)（ THDR） 圖 重力異常原始圖附錄：邊緣識別程序源 代碼 !**************************************************************************************************** ! 程序功能：實(shí)現(xiàn)頻率域位場導(dǎo)數(shù)運(yùn)算進(jìn)行邊緣識別 ! cmd文件參數(shù) : ! cmdfile:存放有關(guān)參數(shù)的文件名變量 ! input_file:觀測面位場數(shù)據(jù)文件 ! output_file_vdr：場值的水平導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)文件 ! output_file_thdr:場值垂向?qū)?shù)數(shù)據(jù)文件 ! output_file_asm:場值的解析信號振幅數(shù)據(jù)文件 ! factor_m：擴(kuò)邊因子 ! .grd文件參數(shù)： ! N_point,N_line：點(diǎn)數(shù) (x方向 )、線數(shù) (y方向 ) ! x_min,x_max： x的最小值和最大值 ! y_min,y_max： y的最小值和最大值 ! Ur:初始觀測面場值 ! 擴(kuò)邊參數(shù)： ! m1,m2： x方向?qū)嶋H數(shù)據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)點(diǎn)號位置 ! 1,m： x方向擴(kuò) 邊后數(shù)據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)點(diǎn)號位置 ! n1,n2： y方向?qū)嶋H數(shù)據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)點(diǎn)號位置 ! 1,n3： y方向擴(kuò)邊后數(shù)據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)點(diǎn)號位置 ! 求導(dǎo)參數(shù)： ! field_re:初始觀測面信號的實(shí)部 ! field_im：初始觀測面信號的虛部 ! Px_re:x方向?qū)?shù)信號的實(shí)部 ! Px_im:x方向?qū)?shù)信號的虛部 ! Py_re:y方向?qū)?shù)信號的實(shí)部 ! Py_im:y方向?qū)?shù)信號的虛部 ! Pz_re:z方向?qū)?shù)信號的實(shí)部 ! Pz_im:z方向?qū)?shù)信號的虛部 ! W(m,n)：徑向圓頻率 ! field_vdr:對場值作水平導(dǎo)數(shù)的結(jié)果 ! field_thdr:對場值作垂向?qū)?shù)的結(jié)果 ! field_asm:場值的解析信號振幅的結(jié)果 !**************************************************************************************************** program deviation parameter(eigval=*1e5) character*(80)cmdfile character*80 input_file,output_file_vdr,output_file_thdr,output_file_asm real,allocatable:: field_re(:,:),field_im(:,:) real,allocatable:: Px_re(:,:),Px_im(:,:),Py_re(:,:),Py_im(:,:),Pz_re(:,:),Pz_im(:,:) real,allocatable:: field_vdr(:,:),field_thdr(:,:),field
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1