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大地电磁可视化集成系统MT-Pioneer4.90Release版新增功能

已有 5176 次阅读 2012-10-7 22:09 |个人分类:Pioneer|系统分类:科研笔记| 大地电磁, 新增功能

 
今年二月份我曾写过三篇有关MT-Pioneer4.90的博文,描述了研发中的相关功能。这三篇博文分别是
1)Pioneer4.90:大地电磁二维反演数据拟合断面图绘制的改进
2)Pioneer4.90:大地电磁二维反演初始网格模型的显示
3)Pioneer4.90:大地电磁最佳主轴方位的统计玫瑰图绘制
 
后来因为忙于其他事项,软件方面的改进断断续续,很多思路被打断。还好对于可视化集成软件开发而言,如果不是很复杂的算法,小的功能方面,我都是几天内搞定(一般是夜深人静,连续搞几个晚上)。这样的零敲牛皮糖战术,还是凑效的。与我的其他方面的成果比较起来(例如撰写论文),软件研制方面的工作,一直都有进展,算是在这个浮躁的环境里,有点慰心的东西。当然中间过程也是比较乱的,也有很多烂尾楼的工作,临时隐藏了。
 
这几天利用长假中间的空闲,把4.90版的功能清理了一下。由于阻抗张量分解技术在大地电磁数据处理中的核心地位,而我后来在这方面的研究和开发工作已经远远超出上述第三篇博文所描述的内容,因此,有关阻抗张量分解方面的功能将作为5.0的一个主要功能模块而存在。从现在的情形看,这一模块极可能将阻抗张量分解分析工作平民化(国内只有极少数人真正理解了这个东西,国外在软件方面的支持也很弱,Alan Jones 课题组用FORTRAN编的Strike程序现在看来是弱爆了),对大地电磁数据处理方法是一个比较好的促进。
 
 
正式Release版的MT-Pioneer4.90中,相对于4.85版而言,新增功能主要有以下这些:
 

1)提供了二维网格生成过程中,二维初始网格模型的显示

这个功能使得用户在自动构建二维反演网格和初始模型时,可以直观地看到网格分布和初始模型,对于设计纵向网格参数尤其有用。详细内容见上面的第二篇博文链接。
 
2)在二维反演参数设置对话框中,增加旋转角的参数项,从而可以实现针对不同旋转角数据的快速多次反演
这个功能实际上是确定最佳主轴的一种另类的方式。这种方式也只能在Pioneer中才能实现。因为目前国内外所有MT软件中,只有Pioneer实现了不同参数的多次并行反演。利用这个强大的功能,我们可以不管电性结构的最佳主轴方位究竟怎么样,从0度到90度(测线法向两侧的-45度至45度),以一定的角度间隔均匀分布数据旋转角,比如5度间隔或者10度间隔,进行反演计算,取其中拟合最好的角度作为主轴方位,对应的反演结果可作为主轴方位的一次反演结果。然后在此主轴方向上采用不同的反演参数进行多次反演运算,对比分析后确定最终的反演结果。枚举反演定主轴这一思想由本人提出,具有一定的创新性。
 
3)加强了二维反演结果后处理功能,可以计算反演结果模型垂直向、水平向的一阶导数、二阶导数结果并显示,提高了二维反演结果中电性层界面的提取能力
这个实际上确定反演结果模型的某个方向上的电性拐点,作为结构分层界面的一个参考。在当前,后处理在大地电磁业内没有受到应有的重视。我这里做的这个属于数字图像处理里面的轮廓识别功能,因此数字图像处理在这方面的研究成果完全可以借鉴。
 
4)增加了计算单元纵向电导、累积纵向电导、及其垂直方向、水平方向一阶导数、二阶导数功能,并同时绘制相应的云图
这个是首先将反演结果模型逐单元计算纵向电导(电导率乘以单元高度),得到与电阻率结构对应的纵向电导结构,然后可将纵向电导从地表往深部积分,可得到任一深度以上累积纵向电导,最终可获得整个剖面的累积纵向电导结构。对单元纵向电导和累积纵向电导也可以求一阶导数和二阶导数,以求获得比较准确的电性结构的几何信息。
 
5)改进了二维反演数据拟合云图的绘制,可以绘制马赛克图和快速合理的插值云图
这个见上面链接的第一篇博文的详细描述。
 
6)在测线弹出菜单的“成果图绘制”菜单项中,增添子菜单项“绘制感应矢量剖面图”
 
7)实现了根据测线方向智能确定最佳主轴方位的功能
这个是针对阻抗张量分解而言的。在做完阻抗张量分解(包括Swift方法)以后,最佳主轴的走向和倾向存在90度角的模糊性。利用已知的测线展布方向,将与测线展布方向夹角更大的那个方向确定为走向,另一个方向则是倾向。
 
8)在二维反演管理器中增加了频点数据选择功能
这是个非常实用的功能。也就是反演完毕后,可以在二维反演数据管理器里面根据数据拟合情况,对观测数据进行删选。有时候在这里做数据编辑,比在主界面下做,拟合好坏显示更清楚。
 
9)在二维反演测点选择单元中,增加了曲线频点选择功能
这个是顺便增加的一个功能,没有8)重要。但有时我们在选择测点的时候,可以顺便去除新发现的不好的频点数据,不让其参与反演。
 
10)为泰国人三维反演程序所需要的阻抗和倾子数据提供了输出接口
三维反演是今后的发展趋势,这个目前只是小试一下。
 
11)打开数据工程时,自动搜索频率范围,并调整各可视化图件中频率范围。
 
12)二维反演参数设计界面上还增加了特征字符串参数,用来记录每此反演的特征信息,以前使用反演人信息替代这一功能,导致反演人本身的信息完全丢失,此番改进后,两全了。
 
13)L曲线分析功能中,增加了特征反演参数显示和定制参数名称值显示,扩展了原来只能显示正则化因子、只能进行正则化因子值分析方面的功能。
 
14)其他一些bug的修正。
 
以上这些功能,本来我应该截些图放在这儿,那样看起来会更加清楚这些功能的真正内涵以及如何去操作使用。但由于时间确实太紧,其他任务太多,这些工作只好留给以后了。真是担心“我生待明日,万事成蹉跎”啊!
 
 


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