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电法数据处理与正反演计算电法数据处理与正反演计算 中国地质调查局发展研究中心2005年10月 北京GeoExplGeoExpl 第十一讲第十一讲 一维直流电阻率和极化率测深正反演程序简介深正反演程序简介v 该程序能对二极电位、对称四极和轴向偶极测深装置进行一 维层状介质的视电阻率和视极化率正演理论计算或对实测视 电阻率和视极化率自动反演层参数 v 该程序设计的二极电位、对称四极(MN>0)、对称四极(MN＝ 0)、轴向偶极测深(MN>0)和轴向偶极测深(MN＝0)等五种正 反演装置实质上仅为三种装置，但是它们的用途不同 v 测量电极距MN>0与MN＝0在算法上有很大差别，理论上对 梯度型装置一般计算电场强度在野外无法测量电场强度， 只能测M，N点电位值△V，用△V/MN来逼近电场强度本 程序依此设计，以备不同使用目的对MN>0，需要M、N两 点的电位求差△V，而对MN＝0的装置，必须计算电场强度 E，依据ρs＝K*E/I计算一维直流电阻率和极化率测深正反演程序深正反演程序v选择当前数据分析模块v选择当前菜单，进入“一维直流电阻率和 极化率测深正反演深正反演””模块模块一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之正演计算深正反演程序之正演计算v用鼠标点击“正演数据输入” ，弹出左下对话框。

v在“计算参数选择”选项里选“视电阻率和视极化 率”v在“装置类型选择”选项里选“偶极装置 (MN>0)”v下面以“偶极装置(MN>0)”为例，介绍正演流程v对于其他装置的操作步骤类似一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之正演计算深正反演程序之正演计算v选择完“装置类型”和 “计算参数”，点击确定 ，弹出如下文件输入对话 框；v选择相应的正演数据文 件名；弹出“正演参数输 入” 对话框；v输入要正演计算的电性 层层数，弹出“层参数输 入” 对话框；v输入第一层的层参数；v输入第二层的层参数；v输入第三层的层参数；v点击“确定”完成正演 计算参数的输入v由于方法和算法等方 面的局限性程序对层参 数输入的输入有一些规 定： Ø 电阻率参数大于零， 小于10000； Ø 极化率参数大于零， 小于100； Ø 如输入的电性层层数 为n层，则n层的厚度之 和不能大于100米一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之正演计算深正反演程序之正演计算v点击“正演计算”按钮，弹出“正演结果文件保存”对 话框；v选择“是”，输入相应的正演结果数据文件名；点击“ 确定” 退出文件保存对话框；此时正演计算很快完成并 保存了计算结果； v点击“正演曲线图示”按钮，可以查看正演曲线。

v点击“图形保存”按钮，以位图格式保存正演曲线 v点击“退出正演计算”按钮，系统将清除屏幕图形，以 方便用户进行下一步操作，至此整个正演过程结束一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之反演计算深正反演程序之反演计算v用鼠标点击“反演数据输入” ，弹出左下对话框在“计算参数选择”选项里选“视 电阻率和视极化率”，在“装置类型选择”选项里选“对称四极装置(MN>0)”下面以 “对称四极装置(MN>0)”为例，介绍反演流程 v依次输入“反演数据文件名”和“工区位置数据文件名”； v依次输入“反演点号”反演的“迭代次数”、“迭代误差”，完成反演数据输入过程取对话框中 的默认值一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之反演计算深正反演程序之反演计算v用鼠标点击“实测曲线图示” ，程序将显示实测曲线 v如果实测曲线上有畸变点，可以点击“曲线畸点校正”按钮，纠正或园滑实测视电 阻率，这一步不是必须的，若用户认为曲线已足够园滑无需校正则可以跳过； v对于二极和对称四极装置的视电阻率反演，程序提供了简易方便的图上选择初值方 法，极大地方便了用户使用用鼠标点击“实测曲线变换” 可以执行这一功能 v使用方法是：用鼠标左键单击需要校正的实测点，然后在认为图上的正确位置双击 鼠标左键，曲线将自动移到正确位置。

程序允许进行同一个多次重复点或进行多个畸 点校正操作一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之反演计算深正反演程序之反演计算v经过或跳过“曲线变换”这一步，用鼠标点击“输入反演初值” 按钮，程 序将弹出“层数输入” 对话框 Ø 对于二极和对称四极装置，均可使用变换曲线方法直接从图上选取初始参数 其使用方法为：在变换曲线上依曲线特征判定层数，在变换曲线各层特征 点位置点附近点击鼠标右键，点击点位置的纵横坐标即为该层的初始层参数 进行分层经过变换，在变换曲线上，各层分层处电阻率均有较大变化(梯度 较大)，选择其稍后处即为层的厚度分界处，如下图所示 Ø 由于目前尚无办法获得偶极装置的初值选择曲线，只能由用户凭经验选择输 入初始层参数值操作步骤为：通过对话框输入层数和初始层参数值对于 偶数装置依次出现层数，各层初始层参数输入对话框，请用户逐一输入即可 一维直流电阻率和极化率测深正反演程序之反演计算深正反演程序之反演计算v用鼠标点击“反演计算” 按钮，程序将显示反演结果图形和拟合均方差若不满意 反演结果，可点击“否”按钮，再取初值反演 v如点击“是”按钮，程序继续提示“是否保存反演结果”，点击“是”按钮，可以 保存反演结果数据； v点击“保存图形”按钮且输入文件名，将反演结果图形以位图文件形式保存； v点击“退出反演计算”按钮，系统将清除屏幕图形，以方便用户进行下一步操作。

二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序简介程序简介v二维电阻率极化率人 机交互式正反演程序能 对定源形式的充电、中 间梯度；动源形式的二 极电位剖面、联合剖面 、对称四极剖面和偶极 剖面；以及测深形式的 二极电位测深、三极测 深、对称四极测深和偶 极测深总共10装置进行 二维地电构造下的视电 阻率和视极化率正演和 人机交互的试凑法反演 v右图是电电阻率剖面 法常用的装置类型图二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v点击“二维电阻率极化率人机交互式正 反演”菜单，出现系统主界面 v点击主菜单下的“文件”栏下的“新建”菜 单，出现下图所示的对话框1234v在对话框里分别选择“正演”、“ 平坦地形”、“视电阻率和视极化 率”，在“装置类型选择”下拉菜 单，里选择“二极剖面装置” v下面以二极剖面装置数据为例 说明程序的正演流程656二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v点击“装载数据文件”，选择相应的数据文件名 ； v点击主菜单的“编辑”栏下的“点号标定”菜单，出 现“点号标定”对话框。

v在“点号标定”对话框将“比例尺”值稍微改大点 击“确定”按钮出现如下图所示的操作界面视电阻率曲线绘图 处地表地形线 初始地电断面v点击主菜单的“图形 显示”栏下的“极化率 图”菜单，可以切换到 类似的“视极化率图”二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v在初始地电断面利用主界面工具栏上的 “直线”或“折线”按钮，绘制复杂的二 维地电断面其方法是首先点击“直线” 或“折线”菜单，此时鼠标光标显示为 “+”，在算区地电断面范围内连续移动并 点击鼠标左键将呈现一条曲线(按鼠标右键 将终止曲线显示)，如此可构成各种复杂地 地电断面 v未进行正演计算前，所绘制复杂地电构 造的形态将在视极化率断面图上有相同的 形态，经过正演计算后，再修改地电断面 时，将分别进行修改且将可能有不同的形 状 v注意：所绘曲线(直线)应与地形线、算区 边框线或其他曲线(直线)明确相交，以便构 造成一个有面积的区域；相交折线应有明 显的相交(出头部分程序会自行消除)；一条 曲线(直线)不能自行闭合，对一个需自行闭 合的曲面，应用两条相交折线(直线)构造， 并用一直线自闭合体内任一位置引伸到算 区外(在今后，程序会自行消除该引伸直线) ；可用编辑菜单删除最近绘制的折线或直 线。

二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v点击主界面工具栏上的“构造初始模型”菜单，可 以看到初始地电模型变深灰色； v在初始地电模型区域内鼠标左键双击，弹出 “地电 单元赋值”对话框，利用此框可为该地电断面单元赋 电阻率值且给出不同颜色； v重复上一步骤，为所有的地电断面单元赋电阻率值 并设置颜色； v点击主菜单的“图形显示”栏下的“极化率图”菜单，切换到“ 视极化率图”为所有的地电断面单元赋极化率值并设 置颜色；下图为赋值和设置颜色完毕的电阻率断面二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v点击主界面工具栏上的“建立算区网格”菜单，将 对地电断面进行有限单元剖分； v点击主界面工具栏上的“获取网格数据”菜单，将 有限元各单元电性值自动存入程序；注意：两步操作 后，程序会自动地对极化率断面图也进行相应操作 v点击“正反演计算”菜单，程序自动进行计算一般 电剖面类装置计算时间稍长计算结束自动弹出信息 框告知“计算完毕，请查看计算结果！”，点击 “确定 ”，将在地电断面图上方显示计算结果曲线。

v点击主菜单的“图形显示”栏下的“极化率图”菜单，切换到“ 视极化率图”可以看到极化率正演计算结果曲线下图 为电阻率断面正演计算结果曲线 v至此，正演计算已完成二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v点击“正演反演结果图形文件”菜单，可将地电断面及曲线输出于图形文件保存，对于 极化率图，亦需执行同样的操作； v点击“正演反演结果数据文件”菜单，将弹出保存文件对话框，输入文件名并点击保存 ，随即将计算结果的视电阻率及视极化率以易于阅读的中文方式输出于该文件予以保 存； v点击“地电断面剖分数据文件”菜单，将弹出保存文件对话框，输入文件名并点击保存 ，将在该文件中保存有关地电断面电性值的各种数据以供用户利用其它图形系统绘制 地电断面；二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之正演计算程序之正演计算v正演计算后，若需修改地电断面形状及单元的参数值，点击菜单栏中“修改网格中数 据”菜单，用鼠标左键连击成一个封闭曲线区域后，按鼠标右键，将再现地电单元赋值 对话框，经与上相同操作，可将该区域修改为新的电性值对于某一个别的有限元三 角形单元赋值，可直接将鼠标指定该三角形单元后单击鼠标右键，同样将弹出赋值对 话框，以同样的方法为该单元赋新值。

v修改完地电断面后，应立即点击“正反演计算”菜单进行计算，此时勿必再点击“获取 网格数据”菜单； v修改地电断面操作时应注意：应用鼠标左键单击形成一个自行封闭的区域；点击工 具栏“修改网格中数据”按钮一次，只能修改一个区域或一个三角形单元，若需修改多 个区域应多次点击后逐一操作修改；电阻率和极化率地电断面图分别修改即修改电 阻率地电断面并不修改极化率地电断面，反之亦然因此若需修改极化率断面，必须 执行修改电阻率断面同样的操作二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之反演计算程序之反演计算v反演计算和正演计算步骤类似 ，下面以对称四极测深装置为例 说明反演流程 v完成“装载数据文件”，和“点号 标定”操作后出现如右图所示的视 区 v可以看到反演计算和正演计算 的不同之处二维电阻率极化率人机交互式正反演二维电阻率极化率人机交互式正反演程序之反演计算程序之反演计算v接下来的“构造地电断面 ”、 “构造初始模型”、 “地电单元赋值”、 “建立 算区网格”、 “获取网格数 据”、 “正反演计算”等操作 ，反演计算的计算步骤和正 演完全相同； v反演计算结束后，程序自 动弹出信息框“计算完毕，请 查看计算结果！”，点击 “ 确定”，将在地电断面图上 方反演显示计算结果曲线。

v通过查看实测曲线和计算 曲线是否。