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千呼万唤始出来——MT-Pioneer5.0

已有 6793 次阅读 2013-8-2 17:29 |个人分类:Pioneer|系统分类:科研笔记| 大地电磁, 可视化软件, 软件升级, 功能介绍

从4.9到5.0,跨度一年多的时间,MT-Pioneer(MTP)在多个方面进行了重要升级。

维护和不断更新这样一个软件真可谓是呕心呖血,但所得到的认可度却很低,只能在艰难中跋涉前进了。
新的启动界面,纪念中国第一颗原子弹爆炸,传承中国科技先驱们自力更生、艰苦奋斗的精神。


这是一次非常重要的升级!这次更新,让MTP的兼容性超强、功能也大增!主要更新有:

1)MTP5.0完整支持工程界主流的EH4观测系统的X谱文件的读取、GDP32观测系统 的AVG文件格式的读取和存储,加上原有的对德国07、加拿大V5系列、V8以及对EDI谱文件和阻抗文件的完整支持,MTP已经完全支持当前电磁测深所有主流设备的数据处理和反演解释,MTP的设备兼容性已经超强,横跨工程界和科研界。

在数据索引文件生成器中增加了EH4系统谱文件的选项,其中还可以决定是否从@文件中读取坐标值。


在载入谱文件的对话框中,增加第4项EHX文件类型


在测线的弹出菜单里面,增加了输入输出GDP32的AVG文件的功能。

 

2)第二项重大更新是,完成了多频点、多测点的张量分解的可视化模块设计。

这个模块具有国际水准。张量分解技术是大地电磁数据处理核心技术,也是不易于理解的一项技术。以往所有商用软件对此支持并不好。Alan Jones的Strike程序非常著名。在张量分解算法方面,Alan等人基于GB分解发展了多频点、多测点最优化分解技术,一直领先于国际同行。Strike是一堆FORTRAN源代码,在易用性方面很差。由于Alan 在国际电磁感应学术界举足轻重的地位,Strike在科研领域的应用非常广泛。

MTP5.0首先整合了多种张量分解技术(Strike只有一种GB分解技术),包括Swift旋转、Bahr分解、GB分解、相位张量、普通三参数分解、完全三参数分解,以及基于倾子的相关技术等,实现了单频点自由分解和多频点、多测点分解算法,提出了对最佳主轴的新的可视化统计技术。MTP5.0中,多频点、多测点张量分解操作简易方便,分解结果完全可视化,极大地降低了大地电磁张量分解技术的使用门槛,将这一原来主要用于科研领域的技术工程化。

在理论和算法方面,这一模块中有多项创新。1)三参数分解技术(普通三参数分解、完全三参数分解)是我本人原创的张量分解新技术,尚未发表;2)独创多频点、多测点张量分解新算法,这一算法与Alan不同,可适用于各种张量分解技术;3)提出了剖面式的最佳主轴方位统计新技术,这一技术大大丰富了张量分解结果的表现力,从而使其可能单独成为大地电磁资料解释的重要组成部分,而不仅仅局限于资料处理部分;4)将一维偏离度和二维偏离度组合,提出二维有效因子这一参数,从而可以直观地分析观测剖面的二维性(区别于一维性、三维性),可用于评价张量分解技术本身的有效性,识别线性构造等。

在程序设计方面,上述张量分解技术的实现主要借鉴于框架技术。利用面向对象的程序设计思想,开发了一个包容大地电磁张量分解不同算法、不同参数选择的数值框架。整个框架完全使用Delphi实现。

张量分解的完整模块。这一模块使得多频点、多测点的张量分解技术简单易行。


3)实现了两个测点的可视化合并功能,这为宽频带大地电磁观测、长周期大地电磁观测数据的对接、重测点数据的选择对接提供了方便。

左边和右边各为一个测点,中间是合并后的测点。可以在各自测点或者中间合并后的测点上进行频点选择。


4)实现了剖面数据显示模块的编制,可以用来显示各种类型数据(自功率谱、视电阻率、相位、感应矢量)沿剖面的变化,可以显示曲线图和云图。此外,还可以用这个功能来实现同一测点不同时间的变化情况,可以绘制时频云图剖面,用来显示地震电磁监测数据。

把日期和时间标在测点名上是我的一个发明,哈哈


5)在二维反演数据管理器中实现了等值线的绘制,并改进了主界面下等值线图的绘制
尽管我认为马赛克云图的表现力足够强大,但大部分工程用户还是习惯于等值线成图。马赛克云图的主要优点在于真实,即无须任何插值,直接用颜色显示结果,但确实有些细节特点用等值线看起来更加直观一些。在MTP5.0中,实现了二者的共存,只需鼠标轻轻一点,就能相互切换。这一功能对于很多偏好等值线的朋友,无疑是一个好消息。

二维反演结果管理器中等值线图的绘制

主界面窗体下,等值线图的绘制

6)全新的纵向电导计算和分析工具
可以直观地分析一定深度范围内的纵向电导的值,以及某一横向坐标位置下,单元纵向电导、积分纵向电导、电阻率值随深度的变化情况。


7)二维反演参数设置中,增加了数据旋转角、反演频率范围参数的设置,充分利用MTP批量反演的特有功能,以反演的方式确定最佳主轴方位、分析反演有效深度。


8)色标值设置两个缺省子目录,一个是软件系统自带的,一个是用户数据工程里面的,用户可以非常方便的在二者之间选择切换:可以利用系统自带的色标文件进行改编后,存到用户自己数据工程色标目录中。小小的更新带来了极大的方便。


9)在多个数据选择场合增加了框选功能。
原来只能在主界面下视电阻率、相位两个标签页里面才能实施框选的功能,现在在多个场合都可以这么做,给数据编选带来了很大的方便。

模型拟合图上的数据框选功能

反演测点选择模块中的数据框选功能

二维反演数据管理器中的拟合曲线图上的数据框选功能

张量分解数据统计分析模块中的数据框选功能


10)数据批量滑动功能的改进。
数据批量滑动的功能比原来稍微复杂了一点,需要利用数据是否参与反演的功能来确定该频点数据是否参与确定滑动量。这个功能使得一段发生阶跃式平移整体形状较好、有个别飞点的数据段可以进行很好的批量滑动。

选定参与反演的频点数据(蓝颜色)

设定批量滑动的频率范围

滑动后结果,滑动量完全由滑动频率范围内参与反演的频点数据决定。

 

11)频率选择功能的改进
将原有零散的菜单功能整合在一个对话框里面,可以选择或者不选择参与反演的数据频率范围。


12)增加几个菜单命令,可以同时打开多个谱文件、实现对曲线显示范围以外数据进行反演删除,进行视电阻率和相位的XY和YX模式的对调等


在测线弹出菜单上可以一次打开多个谱文件。对于数据量不大的测线,可以很方便地监理一条测线。

进行视电阻率和相位XY、YX模式的数据交换

删选视电阻率、相位曲线图以外的频点数据,使其不参与反演


13)反演模型数据输出为Surfer格式时,同时输出每个网格节点的坐标值,并增加了输出数据的精度。


14)数据工程升级,张量分解所得到的所有参数得以保存到数据工程里面,5.0以前版本仅仅保存最佳主轴方位和二维偏离度,现在畸变因子、一维偏离度等都得以保存,此外,还保存了一维自适应正则化反演所得到的趋肤深度和有效电阻率值。


15)还有其他一些小的更新和一些bug修正。






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