重磁资料采集与处理实习一、实习目的(1)通过本次实习,加深对理论知识的认识和理解。
(2)熟悉Grapher和sufer以及matlab软件的使用,会进行基本的操作和数据处理。
二、实习内容(1)重磁数据的光滑、拟合、插值和网格化1、利用Grapher软件实现磁异常曲线的光滑、拟合与去噪上图红线代表线性光滑后的结果,可见磁异常在局部呈锯齿状,很可能地下分布有基性的喷出岩;蓝线代表10阶多项式拟合后的结果,可以反映区域场的变化情况。
将原始曲线改为散点图,可看出光滑后的效果。
2、利用Surfer软件实现磁异常数据的网格化与显示测区内测点分布图如下:打开sufer,点击Grid中出现Data,然后选中目标文件进行网格化,将网格化的文件在sufer中显示如下:(2)组合长方体重力异常计算与分析1、计算出多个长方体的重力异常,并将结果导出为GRD格式Model 1:X1 = -100; %长方体X方向起点坐标X2 = 100; %长方体X方向终点坐标Y1 = -100; %长方体Y方向起点坐标Y2 = 100; %长方体Y方向终点坐标Z1 = 10; %长方体Z方向起点坐标Z2 = 55; %长方体Z方向终点坐标经过matlab运行后导出mod_1.grdModel 2:X1 = 120; %长方体X方向起点坐标X2 = 180; %长方体X方向终点坐标Y1 = 120; %长方体Y方向起点坐标Y2 = 180; %长方体Y方向终点坐标Z1 = 1; %长方体Z方向起点坐标Z2 = 20; %长方体Z方向终点坐标经过matlab运行后导出mod_2.grdModel 3:X1 = -75; %长方体X方向起点坐标X2 = -125; %长方体X方向终点坐标Y1 = -75; %长方体Y方向起点坐标Y2 = -125; %长方体Y方向终点坐标Z1 = 1; %长方体Z方向起点坐标Z2 = 20; %长方体Z方向终点坐标经过matlab运行后导出mod_3.grd2、利用Sufer软件绘制重力异常平面等值线图Model 1:Model 2:Model 3:3、合并生成多个长方体组合模型的重力异常利用surfer中grid中的math进行组合。
Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)输出文件为muti-model_1.grd输出文件为muti-model_2.grd输出文件为muti-model_3.grd4、利用Surfer滑动平均方法,分离大小长方体异常首先点击grid,然后选择filtering中的moving-average,用滑动平均后的结果减去输出结果,即可得到。
Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)上述三种组合模型,第一个图像为原始磁异常,第二个为滑动平均后的结果,第三个为得到的局部磁异常图像,从图上可以看出滑动平均的不足,即会产生虚假异常。
(3)组合长方体模型重力异常边界分析1、计算出多个长方体的重力异常,并绘制其平面等值线图Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)输出文件为muti-model_1.grd,平面等值线图如下:Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)输出文件为muti-model_2.grdMuti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)输出文件为muti-model_3.grd2、利用Surfer软件求水平一阶方向导数Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)SN first derivative:EW first derivative:NE first derivative:SE first derivative:SN first derivative:EW first derivative:NE first derivative:SE first derivative:SN first derivative:EW first derivative:NE first derivative:SE first derivative:Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)(4)组合球体磁异常分析假设组合球体模型位于武汉地区(磁化倾角45°,磁偏角0°),地面水平,且不考虑剩磁假设有这样三个磁性球体:---磁性球体1--X点坐标0 m--Y点坐标0 m-- 中心埋深50 m-- 半径20 m-- 磁化率0.2---磁性球体2--X点坐标-30 m--Y点坐标-30 m-- 中心埋深10 m-- 半径 3 m-- 磁化率0.2---磁性球体3--X点坐标50 m--Y点坐标50 m-- 中心埋深10 m-- 半径 3 m-- 磁化率0.2在200*200的区域分布,如下图所示:1、计算出球体Ha,Za和ΔT异常,并将结果导出为GRD格式利用老师所给matlab程序,将组合球体Ha,Za和ΔT异常依次导出结果记录为muti_sphere_Ha.grd , muti_sphere_Za.grd , muti_sphere_deltaT.grd .2、利用Sufer软件绘制磁异常平面等值线图muti_sphere_Ha.grd :muti_sphere_Za.grd :muti_sphere_deltaT.grd :对Ha异常处理:对Za异常处理:对deltaT异常处理:(5)球体磁异常分量转换与化极处理假设地磁倾角为45度,地磁偏角为0度,地面水平,不考虑剩磁。
1、计算单个斜磁化球体的Ha,Za和ΔT异常假设有这样一个磁性球体:---磁性球体--X点坐标0 m--Y点坐标0 m-- 中心埋深50 m-- 半径20 m-- 磁化率0.2在200*200的区域分布,如下图所示:利用老师所给的matlab程序计算单个磁性球体的异常,分别输出Ha.grd ,Za.grd ,deltaT.grd 。
对应的图像如下:Ha.grd:Za.grd :deltaT.grd :2、频率域分量转换处理:由ΔT计算出Za和Ha根据老师给的mm_fft.m 程序,我又做了修改,增加了两个选项,将处理后的结果依次导出为deltaT_trans_Za和deltaT_trans_Ha。
3、正演计算结果与分量转换结果的图形绘制与比较Za和deltaT_trans_Za:Ha和deltaT_trans_Ha:上图中第一幅图为正演计算结果所绘图像,第二幅图为经过频率域分量转换处理所绘图像。
从图像中可以看到经过傅里叶变换后边界存在的震荡效应。
这也是傅里叶变换再大的问题,从傅里叶本身的算法理论上,这个是不可避免的。
4、频率域化极处理:对ΔT进行化极,并与垂直磁化结果进行对比。
将muti_sphere文件中的magGI改为90,运行输出文件verti_deltaT。
上图中第一幅图为垂直磁化结果所绘图像,第二幅图为经过化极所绘图像。
从图像中可以看到经过傅里叶变换后边界存在的震荡效应,通过合适的扩大背景场区域或做一个扩边可以和正演结果更为接近。
(6)卫星重力异常的处理与解释The location of EarthS:16-26 W:8-18The picture of Google Earth1、利用下载的卫星重力异常和海底地形,网格化处理,并绘制等值线图将下载的数据cgi格式的文件转换成txt文件,然后直接用sufer进行网格化。
将网格化文件分别记录为gravity.grd和topography.grd。
然后绘制等值线图。
Gravity.grd:Topography.grd:2、海底地形校正,得到布格重力异常,并绘制等值线图根据布格校正公式BA = FA - 0.0419 * ( 1.64 * Dw)(其中FA为自由空间重力异常,BA 为布格重力异常,Dw为海底深度,向上为正),利用surfer中Math代入公式,输出文件BA.grd。
然后绘制等值线图。
3、布格重力异常解析延拓首先要对BA.grd做一个转换处理,变成sufer6 Text.grd ,命名为convert BA.grd。
将布格重力异常导入Matlab,分别求1km,2km,5km,10km,20km,50km,并保存计算结果。
将延拓后前后的图像进行对比,第一幅为延拓前,第二幅为延拓后。
BA_UC_1.grd:BA_UC_5.grd:BA_UC_10.grd:BA_UC_50.grd:4、利用向上延拓方法,实现布格重力异常位场分离通过3中图像的对比,可以将向上延拓5km和10km得到重力异常作为区域场,然后再求取局部异常,从而实现重力异常位场分离。
下图第一个图为原图像,第二个图为通过延拓得到的背景场,第三个为局部异常。
延拓5km作为背景场:。