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关于MTP的问题(5)——关于阻抗的旋转

已有 4009 次阅读 2013-12-17 23:05 |个人分类:Pioneer|系统分类:科研笔记| 大地电磁, 旋转, MT-Pioneer, 阻抗张量

好几次想去回复一下SCI数数的新的争论,最终还是忍住了。

关于那个问题,我的观点都已经在各个名博雄文之后表达清楚了,也就不再专门写文啰嗦了。我真的害怕牵扯入一场纠缠不清的争论。

时间太紧,只争朝夕啊。  

好了,现在回答最近经常被问的MT-Pioneer(MTP)使用上的问题:阻抗张量的旋转角度应该如何设定?

大地电磁中阻抗张量的旋转,牵涉到TE、TM极化模式的分辨的问题,所以要特别小心,搞错了会得到错误的反演结果。

弄清楚这个问题需要了解阻抗张量旋转的基本特点。阻抗张量旋转角度的周期为PI,当旋转PI/2时,TE和TM极化模式对调。

旋转时首先要确定0度角对应于哪个方位,而这个方位与地质构造框架是如何对应的,这些很重要。在MTP中,坐标系完全采用地理坐标系,以正北(X轴正向)为0度,顺时针方向为正,同时Z轴垂直向下为正,符合右手坐标系要求。

在MTP中,初始状态下,0度角(正北,X轴正向)对应于构造的走向。由于二维反演的需要,测线展布方位应该平行于构造的倾向(东西向,Y轴),垂直于构造走向。  

亦即,在MTP里面,阻抗张量的旋转角度,是转动测线的法向方位,而不是测线展布的方位。事实上,数学中一般用单位法向量来描述空间一个平面的方向。因此,MTP中的“旋转到测线剖面”这一选项实际上是将阻抗数据从0度角(观测坐标系的正北)旋转到当前测线展布方位的法向方向,而不是测线展布方位。

这种操作是基于以下的事实:如果构造的走向是南北向的,那么MT测线应当东西向展布(测线平行于构造倾向展布),这时,观测坐标系和构造坐标系重合,当然不需要做任何旋转(即旋转0度角)。但必须注意到,这个时候,测线的展布方位是90度而非0度。旋转到“测线剖面”选项是旋转0度角,而不是90度角。如果采用固定角旋转模式,将旋转角设为90度,那就是TE和TM模式对调了,反演结果应该说,是完全错误的。

因此,在MTP里面,只要旋转的角度确定,二维反演的TE极化模式对应XY,TM极化模式对应于YX,这永远不变,不需要人为再去选择。这是一般情况。对于自由模式的阻抗张量分解结果而言,由于分解过程中90度的模糊性,则可能导致TE、TM极化模式的对调,引起数据混乱。这个时候需要根据实际情况进行判断,是否需要进行极化模式对调的操作。不过,我的一条建议是,不要用阻抗张量的自由频点分解结果来做进一步的二维反演(这一点不仅仅对MTP使用,对所有MT的二维反演算法都适用),而应该采用多测点-多频点的共轴分解结果数据来做进一步的二维反演。这个时候,在MTP中,TE、TM又不需要再去做人为的选择了。

MTP中旋转到“测线剖面”(以及后面改过一版的“反演剖面”)的命令项存在着意义不清的问题,正在研发的新版本的MTP中,将其改为“旋转到剖面法向”,这样就不易引起误解了。





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1 nile1973

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