第31卷 第4期
物探化探计算技术
2009年7月
文章编号:1001 1749(2009) 04 0333 05
频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现
胥值礼, 刘还林, 丁志强, 袁桂琴
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(1. 中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所, 河北廊坊 065000; 2. 内蒙古自治区 地质调查项目招标委员会办公室, 内蒙古呼和浩特 010020)
摘 要:FDAE M 数据调平处理软件是根据地理信息系统(G I S) 原理, 采用图形分层、图形动态显示和网格化二级检索, 以及面向对象和可视化软件开发等技术, 实现了频率域航空电磁法数据的人~机联合一维调平功能。它具有可视化程度高, 界面友好和操作简便直观等优点, 对提高数据处理效率和观测数据质量, 具有较高实用价值。这里简述了软件的功能需求、设计思路, 以及
采用的关键技术, 并对软件的实际应用作了介绍。
关键词:频率域航空电磁法; 地理信息系统; 调平; 递归滤波
+
中图分类号:P 631 326 文献标识码:A
成本。因此, 该软件具有较高的实用价值。
0 前言
在频率域航空电磁法(Frequency Do m a i n A ir borne E lectro m agneti c , 简称FAE M ) 的数据采集过程中, 由于受气象条件、仪器、地形、飞行高度, 以及外界电磁等因素的影响, 往往会使观测数据产生一些误差。如果用这些数据进行成图, 可能会造成某些图形畸变, 从而影响成图质量和推断解释。
为了消除上述误差, 就需要在反演之前, 借助地球物理学专家的理论与经验, 根据电磁实分量和虚分量测量曲线的总体或局部变化趋势, 并结合其它资料(如地质、地面物探等资料), 使用人工或计算机程序对数据进行预处理。在预处理中, 可首先使用二维自动调平算法, 来消除大部份规律性较强的零漂。但对于那些规律性较弱的零漂, 或其它偶然误差, 计算机就难以模拟和识别, 不能被完全消除。针对这样的误差, 我们专门设计开发了一套人~机联调软件, 可根据实(虚) 分量曲线的特点, 采用一定的修正标准, 对曲线进行一维调平处理, 消除畸变。这样, 不但可以提高观测数据的质量, 而且还可以减轻人工劳动强度, 提高处理效率并节约
收稿日期:
2008-12-23
调平分为平调和斜调二种方式。
(1) 平调的理论依据是:在翼尖硬架航电系统中, 电磁响应不应出现负异常(磁极化效应除外), 在高阻基岩出露区, 地下介质导电性差, 电磁响应为接近零值的正值
[6]
。因此, 对这类干扰, 一般都
应通过平调来消除。
(2) 斜调的理论依据是:由于仪器本身的性能, 及外界的气象条件(如温度, 湿度、气流等) 等因素的影响, 测量所得的数据中往往存在着仪器系统的零点漂移现象。它对实、虚分量场值的影响表现为: 不同飞行架次的总体场值水平不一致; ! 同一架次测线间的场值水平不一致; ∀同一测线的场值水平不一致来消除。
无论哪类干扰, 它们对实、虚分量产生的误差并非一致, 这就需要同时对同一频率的实、虚分量进行调平, 从而提高转换后的视电阻率数据质量, 使其能尽量客观地反映测区内各类地质体的电性分布特征。
作者在本文中, 主要介绍了该软件的功能需
[6]
。零漂是影响观测数据质量的
重要因素。因此, 对这类干扰, 一般都应通过斜调
334物探化探计算技术31卷
求, 设计思路, 以及采用的关键技术, 并对软件的应用作了介绍。
在本文中所使用的数据, 为中国地质科学院物化探研究所研制的H DY -402型三频航空电磁系统采集的数据。
(3) 图形显示控制模块。实现图层显示控制和图形放大、缩小、移动、全图显示、刷新功能。
(4) 数据滤波处理模块。实现分量的一维递归滤波功能, 并提供了鼠标和键盘二种操作方式。
(5) 数据调平处理模块。实现了 分量曲线的错误点修正功能; ! 分量曲线的多点一维斜调功能; ∀分量的一维平调功能; #航迹GPS 错误点坐标的调节功能。
(6) 撤销和再做模块。实现分量处理操作的撤销(Undo) 和再做(Redo ) 功能。
1 软件需求
该软件具有以下的主要功能需求:(1) 数据输入和保存。
(2) 测线(航迹) 及测线号、分量曲线图层绘制和显示控制。
(3) 图形放大、缩小、移动、全图显示、刷新。(4) 分量一维递归滤波。(5) 错误测点的坐标修正。
(6) 分量曲线的错误点修正、一维斜调和平调。
(7) 分量曲线调平处理的撤销和再做。(8) 分量曲线查询。(9) 系统参数设置。
3 软件实现
由于本软件需要支持海量数据, 且显示的图形种类繁多, 并且还要便于用户的操作, 所以对软件性能的要求较高。主要的性能要求是: 动态支持不同大小数据量; ! 图形处理速度快速; ∀计算机内存资源占用小。如果达不到这些要求, 将会导致计算机系统崩溃。
作者主要采用了图形分层, 图形动态显示, 网格化二级检索等关键技术, 来满足上述性能要求。这里将着重叙述这三种关键技术的软件实现方法, 这对开发支持大数据量的高性能物化探软件, 具有一定的参考价值。3. 1 图形分层技术
在图形管理方面, 采用了类似于地理信息系统中的图形分层技术
[1]
2 软件设计
2. 1 软件模块划分
根据上述功能需求, 将软件划分为如图1所示
的功能模块。
。将各类图形分图层进行处
理, 以便于图形的管理和显示控制。各个图层又由独立的图形对象(称之为图元) 组成。
在本软件中, 分为二类图层, 即点图层和线图层。点图层包括一个测线号图层Line No ; 线图层包括一个测线图层L i n e 及六个分量曲线图层(按频率划分为463R 、463I 、1563R 、1563I 、8333R 、8333I) 和一个航磁MAG 图层。
图1 软件结构图F ig . 1 The structure of soft w are
图层数据将存贮在磁盘文件中, 每个图层由一个图形数据文件(*. SHP ) 和一个图形索引文件(*. I D X) 组成。
图形数据文件存储图元的颜色、线型、节点坐标等数据。
图形索引文件存储图元的I D (唯一), 图形数据的文件存储位置, 最大范围和类型(点、线、面) 等索引信息。
2. 2 主要模块功能
(1) 图形生成模块。实现包括测线、测线号、各个分量曲线图层及其图形对象的生成功能。
(2) 图形显示模块。实现按图层将图形对象显示到图形显示区内, 为用户提供可视化图形操作
4期胥值礼等:频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现
示内存资源占用。
335
在图层载入时, 将图形索引文件的内容全部读入内存, 建立内存索引表, 便于显示和查找时进行图元检索。图元数据将根据检索到的图元I D , 临时从图形数据文件读入内存。这样可以节省内存资源, 适应数据量的动态变化。3. 2 网格化二级检索技术
在图形检索方面, 采用了网格化二级检索技术
[2、3]
双缓存技术是先将图形加载到内存设备中, 然后再从内存设备复制到显示设备上, 这样可以防止屏幕闪烁和显示延迟, 提高显示效率。
(1) 图形动态显示技术主要用于图形窗口的图形刷新。在图形刷新时, 首先获得剪切区的矩形大小; 然后通过网格化二级检索技术, 获取包含在此剪切区内或与之相交的图元; 最后由检索到的图元I D , 从图形数据文件读取图元数据, 进行显示刷新。
(2) 双缓存显示技术, 主要用于图形窗口的图形移动。在移动图形前, 首先将图形窗口已显示的内容, 从显示设备拷贝到内存设备。在移动图形时, 获得水平和垂直移动量, 并将内存设备按照移动量拷贝到显示设备。在移动结束时, 通过图形动态显示技术进行剪切区的显示刷新。
。如果用普通的检索方法, 在大数据量的情
况下, 将会占用大量CPU 资源, 导致检索效率极其低下, 使软件的处理速度变得很慢, 出现白屏现象。
为了提高检索效率, 将图层从逻辑上又划分成网格, 网格的每个小块称为一级检索单元格(cell), 然后, 建立图元与cell 对应关系的索引表。当通过某检索点, 对某个图层的图元进行检索时, 将分为二级进行检索。
(1) 第一级检索:判断出该点处在哪个cel, l 而对于那些与cell 相交的图元, 再作一次ce ll 与图元闭包的相交性判断, 以确定该ce ll 中包括的所有图元。
(2) 第二级检索:根据检索点到cell 中包括的各个图元的距离, 确定离检索点最近的图元为要检索的图元。
如图2所示, 实线为实际图元, 虚线为一级检索单元格, 实心圆点为检索点, 粗线多边形为检索到的图元。本软件将各个图层统一划分为5∃5个
一级检索单元格。
4 软件应用
4. 1 软件界面
本软件的主界面如下页图3所示。在图形显示区内, 按不同的深浅颜色分别显示了测线(航迹) 、测线号和463H z 实分量曲线(463R ) 三个图层。可通过鼠标/键盘对图形显示区的分量, 进行人~机联合滤波、调平等处理。4. 2 应用实例
以下是本软件在内蒙古航电数据处理中的应用实例。
图4(见下页) 是某测区1563H z 中频实分量调平前、后的剖面平面对比图。图4(a) 是调平前的剖面平面图。图4(a) 中的圆圈部份是测量时产生的干扰。7590号线东端出现负值, 显然此负异常不是由磁性地质体的磁极化效应引起, 而是零线
图2 网格化二级检索示意图F i g. 2 The diag ram of t w o-leve l gr i d-based
retr i eva lm ethod
水平不当造成的。7470号、7540号、7590号线则明显存在仪器系统零漂的干扰, 造成场值水平的不一致。图4(b) 是调平后的剖面平面图。通过对比可以看到, 使用本软件进行人~机联合调平处理后, 消除了图4(a) 中的干扰, 使数据场值零水平基本一致, 为资料解释, 尤其是视电阻率的转换, 奠定了高质量数据的必要条件。
图5(见下页) 是某测区1563H z 中频实、虚分量调平前、后的视电阻率等值线对比图。图5(a) 3. 3 图形动态显示
在图形显示方面, 采用了图形动态显示及双缓存技术
[3]
。
图形动态显示技术是在图形界面需要刷新时, 仅对剪切区内的图形进行刷新处理, 其它区域则不
336物探化探计算技术31卷
影响, 图5(a) 中存在部份误差, 掩盖或扭曲了某些真实异常, 给异常的识别带来了一定困难。图5(b) 是调平后的视电阻率等值线图。通过对分量进行滤波和调平, 不但保持了调平前的整体异常趋势, 而且消除了零漂等因素造成的异常畸变。
通过调平前、后的剖面平面图, 以及视电阻率等值线图对比可以看出, 调平后能更好地进行区域场与局部场的分离, 清晰直观地表现出各类地质体
的电阻率变化特征, 为提高解释推断质量创造了有利条件。
5 结束语
通过对本软件的实际应用, 无论在软件性能上, 还是在处理效果上, 都达到了预期目的。它不但可以使资料的处理解释更加准确,
而且提高了工
图3 软件主界面
F i g . 3 T he m ain interface of soft w
are
图4 1563H z 实分量剖面平面图对比F i g . 4 P l ane secti ons o f real co m ponen t (1563H z)
4期胥值礼等:频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现337
图5 1563H z 实/虚分量调平前、后的视电阻率等值线图对比
F ig . 5 Contour m ap of apparen t resistivity (1563H z ) before and affer leve li ng of rea l and i m ag i nary co m ponents
工业出版社, 2000.
[3] 官章全, 韩云君, 李罡, 等. V isual C +
+
作效率, 缩短了室内处理工作时间, 节省了资料处理成本, 这说明本软件具有较高的实用价值。
为了进一步提高FAE M 资料处理、解释和成图软件的系统化、标准化、规格化, 以至形成具有自
主知识产权的软件系统, 发展资料解释的自动化, 可在本软件基础上融合MAPG I S 等技术, 逐步增加新的功能或整合现有的功能, 以适应数据成图和资料解释的更高需求。
致谢:在编写过程中, 得到了胡平博士、孟庆敏博士、满延龙教授高工、欧介甫高工的指导, 在此深表感谢。参考文献:
[1] 黄杏元, 马劲松. 地理信息系统概论(第三版) [M].
北京:高等教育出版社, 2008.
[2] 陈建春. V isua lC ++开发G IS 系统[M ]. 北京:电子
6. 0高级编程
范例[M].北京:电子工业出版社, 2000.
[4] 雷栋, 胡祥云, 张素芳. 航空电磁法的发展现状[M].
北京:电子工业出版社, 2006.
[5] 周凤桐, 陈本池, 阎永利. 航空电磁法数据处理与图
示技术[J].物探与化探, 1997, 21(5):348.
[6] 周凤桐. 补偿式航空电磁法[J].物化探研究导报,
1982:11.
[7] 李文杰, 孟庆敏, 李军峰. 我国频率域航空电磁法仪
器系统研制回顾与展望[J].物探化探计算技术, 2007, 29(增刊):21.
作者简介:胥值礼(1967-), 男, 物探工程师, 现主要从事航空电磁法系统应用软件的设计与开发工
作。
Ju.l 2009 CO M P UTI NG TECHNI QUES F OR GEOP HYS I CAL AND GEOCH E M I CAL EXPLORATI ON
%3%
post-stack i n version can no t prec ise ly pred ict t h i n reservo ir w ithout enough drilling i n for m ation during t h e earl y exploration . K ey w ords :Jia li n g jiang for m ati o n ; reservoir pred ic ti o n ; se is m ic stochastic i n version ; pr obability density f u nction; carbonate rock
THE DESI GN AND I M PLEMENTATI ON OF THE LEVELI NG SOFT WARE IN THE FRE QUENCY -DOMA I N A I RBORNE ELECTRO MAGNETIC METHOD
121
XU Zhi li , LI U H uan lin , DI N G Zh i q iang , et a. l (1. I nstitute ofG eophysical and Geoche m ica lExp lo rati o n , CAGS , Langfang 065000, Ch i n a ; 2. Tender Boar d O ffice ofG eolog i c al Survey Pro j e c, t InnerM on go lia , H ohhot 010020, China). CO MPUTI NG TEC H N I QUES FOR GEOP H YSI CAL AND GEOC HE M I CAL EXPLORATION , 2009, 31(4):333
Based on the basic princi p les o f GIS , the aut h or realized one-d i m ensional hum an-co m puter interac ti v e leve li n g soft w are for the FAE M data processing t h rough layered graphics , dyna m ic d isplay , grid -based retrieva, l object-o riented , v isua l deve l o p m ent techno l o gy , etc . The so ft w are has so m e un i q ue ad vantage in t h e high degree of v isua, l user-friend l y i n terface , easy and si m p le opera ti o n and so on. It could i m pr ove the e fficiency of data processing and t h e quality o f obser ved data . It has h i g h practical val ue . In th is paper , t h e author descri b ed the functional require m en ts , the desi g n though, t and so m e key tech nolog i e s of the so ft w are , and i n troduced a practica l ap plicati o n . K ey words :FAE M; G I S; leveli n g ; recursive filtering ACOU STI C I M PEDANCE I NVERSI ON U SI NG I M PROVED CON J UGATE GRAD I ENT ALGO R I THM
Z HANG Sai m i n , Z HOU Zhu sheng , L I U H ai fei (Schoo l of In-Physics G eo m atics Eng ineeri n g , C en tra l South Un iversity , Changsha 410083, Ch i n a ). COMPUTI N G TEC HN I QUES FOR GEOPH YSI CAL AND GEOC HEM I CAL EXPLORATI ON , 2009, 31(4):338
A fast and effective algorithm of acoustic i m ped ance i n version is a l w ays our goal in seis m ic i n version . I nversi o n equation is estab li s hed fro m the objective f u nction. A ne w conjugate g radient algorith m has been put for w ard to i m prove i m pedance i n version , w hich is based on c lassica l conj u gate g radient algo rit h m and m ade i m prove m ents i n conjugate grad ient direction , adapted auto m atica ll y i n da m pi n g and re laxation constan. t In add iti o n, w ho le recursion is fin ished by vector operation , wh ich greatly saved co m puter ' s RAM. The i n versi o n result of synthesizing ne w m ethod has the characteristic o f higher prec isi o n, rapider speed and stronger stability . Key words :acoustic i m pedance i n version ; con j u gate grad ient a l g orithm; stochastic i n version; self-adap tive algo rithm
APPROACH AND APPLICATION OF MULTI PLE SUPPRESSI ON U SI NG RADON TRAN S F OR M LI N W en , W EI Da l, i WANG Jian m i n , et a. l (Re search I nstitute o f Exp l o ration and Deve l o p m en, t Daq i n g O ilfield Co m pany Ltd . PetroChina , Daq i n g 163712, Ch i n a ). CO MP U TI NG TEC HN I QUES FOR GEOPH YSI CAL AND GEOC HEM I CAL E XPLORA TI ON , 2009, 31(4):344
M ulti p le re flecti o n w ave appeared co mm on l y in se is m ic data . M ulti p le suppressi o n using Radon trans for m is the popu lar processing module i n conventional se is m ic data processi n g so ft w are . Based on the princ i ple of li n ear Radon transfor m and the discrete sa m pli n g algorith m, the m u ltiple suppression secti o n of theoreticalm odel data is proposed in this paper , and a lso , the mu lti p le suppressi o n algo rithm is used in practica l field se is m ic data i n Song liao B asin . On the basis of the m uti n g function for ever y co mm on reflec tion po i n t (CRP) gather , the mu lti p le is m uted fro m the correspond i n g CRP gather , and the fina l pre -stack ti m e m i g ration seis m ic secti o n is gotten . By co mparison o f the initial to the m u ltiple suppressi o n se is m ic secti o n , w e dra w concl u si o n that the S /Nra tio is i m proved in the m ulti p le suppressi o n pre-stack ti m e m i g ration section , and the geo log ica l struct u re is very c lear . So the m u ltiple suppression secti o n usi n g Radon algorithm can be used for geolog ical str ucture interpretation , such seis m ic attributes extracti n g and a lso reservo ir predicti o n, etc . The ca lculated resu lt fro m theo retica lm odel and fi e l d se is m ic data de m on strate that the proposed techn i q ue is high accuracy and practica. l Key w ords :radon transfo r m ; m ute f u ncti o n; m ulti p le suppression ; nor m a lm oveout (NMO) STUDY OF W ELL LOGS FI NE PROCESSING METHOD S AND I TS APPLICATI ON TO S EIS M IC CALI BRATI ON YANG B i n , LU H ong jiang , LI A NG Po , et a. l (State Key Laborato r y of O il and G as Reservo ir Geo logy and Exploration, Chengdu Un i v ersity of Technology , Chengdu 610059, Ch i n a ). COMPUTI N G TEC H N I QUES FOR GEOP H YSI CAL AND GEOC HEM I CAL EXPLORATI ON , 2009, 31(4):349
Dur i n g the process o f lit h ologic o il-gas explora tion , usi n g logg i n g data to calibrate the seis m ic i n ter preti n g ho rizons is the m ost basic job . But trad itional t e
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2009年7月
文章编号:1001 1749(2009) 04 0333 05
频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现
胥值礼, 刘还林, 丁志强, 袁桂琴
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(1. 中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所, 河北廊坊 065000; 2. 内蒙古自治区 地质调查项目招标委员会办公室, 内蒙古呼和浩特 010020)
摘 要:FDAE M 数据调平处理软件是根据地理信息系统(G I S) 原理, 采用图形分层、图形动态显示和网格化二级检索, 以及面向对象和可视化软件开发等技术, 实现了频率域航空电磁法数据的人~机联合一维调平功能。它具有可视化程度高, 界面友好和操作简便直观等优点, 对提高数据处理效率和观测数据质量, 具有较高实用价值。这里简述了软件的功能需求、设计思路, 以及
采用的关键技术, 并对软件的实际应用作了介绍。
关键词:频率域航空电磁法; 地理信息系统; 调平; 递归滤波
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中图分类号:P 631 326 文献标识码:A
成本。因此, 该软件具有较高的实用价值。
0 前言
在频率域航空电磁法(Frequency Do m a i n A ir borne E lectro m agneti c , 简称FAE M ) 的数据采集过程中, 由于受气象条件、仪器、地形、飞行高度, 以及外界电磁等因素的影响, 往往会使观测数据产生一些误差。如果用这些数据进行成图, 可能会造成某些图形畸变, 从而影响成图质量和推断解释。
为了消除上述误差, 就需要在反演之前, 借助地球物理学专家的理论与经验, 根据电磁实分量和虚分量测量曲线的总体或局部变化趋势, 并结合其它资料(如地质、地面物探等资料), 使用人工或计算机程序对数据进行预处理。在预处理中, 可首先使用二维自动调平算法, 来消除大部份规律性较强的零漂。但对于那些规律性较弱的零漂, 或其它偶然误差, 计算机就难以模拟和识别, 不能被完全消除。针对这样的误差, 我们专门设计开发了一套人~机联调软件, 可根据实(虚) 分量曲线的特点, 采用一定的修正标准, 对曲线进行一维调平处理, 消除畸变。这样, 不但可以提高观测数据的质量, 而且还可以减轻人工劳动强度, 提高处理效率并节约
收稿日期:
2008-12-23
调平分为平调和斜调二种方式。
(1) 平调的理论依据是:在翼尖硬架航电系统中, 电磁响应不应出现负异常(磁极化效应除外), 在高阻基岩出露区, 地下介质导电性差, 电磁响应为接近零值的正值
[6]
。因此, 对这类干扰, 一般都
应通过平调来消除。
(2) 斜调的理论依据是:由于仪器本身的性能, 及外界的气象条件(如温度, 湿度、气流等) 等因素的影响, 测量所得的数据中往往存在着仪器系统的零点漂移现象。它对实、虚分量场值的影响表现为: 不同飞行架次的总体场值水平不一致; ! 同一架次测线间的场值水平不一致; ∀同一测线的场值水平不一致来消除。
无论哪类干扰, 它们对实、虚分量产生的误差并非一致, 这就需要同时对同一频率的实、虚分量进行调平, 从而提高转换后的视电阻率数据质量, 使其能尽量客观地反映测区内各类地质体的电性分布特征。
作者在本文中, 主要介绍了该软件的功能需
[6]
。零漂是影响观测数据质量的
重要因素。因此, 对这类干扰, 一般都应通过斜调
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求, 设计思路, 以及采用的关键技术, 并对软件的应用作了介绍。
在本文中所使用的数据, 为中国地质科学院物化探研究所研制的H DY -402型三频航空电磁系统采集的数据。
(3) 图形显示控制模块。实现图层显示控制和图形放大、缩小、移动、全图显示、刷新功能。
(4) 数据滤波处理模块。实现分量的一维递归滤波功能, 并提供了鼠标和键盘二种操作方式。
(5) 数据调平处理模块。实现了 分量曲线的错误点修正功能; ! 分量曲线的多点一维斜调功能; ∀分量的一维平调功能; #航迹GPS 错误点坐标的调节功能。
(6) 撤销和再做模块。实现分量处理操作的撤销(Undo) 和再做(Redo ) 功能。
1 软件需求
该软件具有以下的主要功能需求:(1) 数据输入和保存。
(2) 测线(航迹) 及测线号、分量曲线图层绘制和显示控制。
(3) 图形放大、缩小、移动、全图显示、刷新。(4) 分量一维递归滤波。(5) 错误测点的坐标修正。
(6) 分量曲线的错误点修正、一维斜调和平调。
(7) 分量曲线调平处理的撤销和再做。(8) 分量曲线查询。(9) 系统参数设置。
3 软件实现
由于本软件需要支持海量数据, 且显示的图形种类繁多, 并且还要便于用户的操作, 所以对软件性能的要求较高。主要的性能要求是: 动态支持不同大小数据量; ! 图形处理速度快速; ∀计算机内存资源占用小。如果达不到这些要求, 将会导致计算机系统崩溃。
作者主要采用了图形分层, 图形动态显示, 网格化二级检索等关键技术, 来满足上述性能要求。这里将着重叙述这三种关键技术的软件实现方法, 这对开发支持大数据量的高性能物化探软件, 具有一定的参考价值。3. 1 图形分层技术
在图形管理方面, 采用了类似于地理信息系统中的图形分层技术
[1]
2 软件设计
2. 1 软件模块划分
根据上述功能需求, 将软件划分为如图1所示
的功能模块。
。将各类图形分图层进行处
理, 以便于图形的管理和显示控制。各个图层又由独立的图形对象(称之为图元) 组成。
在本软件中, 分为二类图层, 即点图层和线图层。点图层包括一个测线号图层Line No ; 线图层包括一个测线图层L i n e 及六个分量曲线图层(按频率划分为463R 、463I 、1563R 、1563I 、8333R 、8333I) 和一个航磁MAG 图层。
图1 软件结构图F ig . 1 The structure of soft w are
图层数据将存贮在磁盘文件中, 每个图层由一个图形数据文件(*. SHP ) 和一个图形索引文件(*. I D X) 组成。
图形数据文件存储图元的颜色、线型、节点坐标等数据。
图形索引文件存储图元的I D (唯一), 图形数据的文件存储位置, 最大范围和类型(点、线、面) 等索引信息。
2. 2 主要模块功能
(1) 图形生成模块。实现包括测线、测线号、各个分量曲线图层及其图形对象的生成功能。
(2) 图形显示模块。实现按图层将图形对象显示到图形显示区内, 为用户提供可视化图形操作
4期胥值礼等:频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现
示内存资源占用。
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在图层载入时, 将图形索引文件的内容全部读入内存, 建立内存索引表, 便于显示和查找时进行图元检索。图元数据将根据检索到的图元I D , 临时从图形数据文件读入内存。这样可以节省内存资源, 适应数据量的动态变化。3. 2 网格化二级检索技术
在图形检索方面, 采用了网格化二级检索技术
[2、3]
双缓存技术是先将图形加载到内存设备中, 然后再从内存设备复制到显示设备上, 这样可以防止屏幕闪烁和显示延迟, 提高显示效率。
(1) 图形动态显示技术主要用于图形窗口的图形刷新。在图形刷新时, 首先获得剪切区的矩形大小; 然后通过网格化二级检索技术, 获取包含在此剪切区内或与之相交的图元; 最后由检索到的图元I D , 从图形数据文件读取图元数据, 进行显示刷新。
(2) 双缓存显示技术, 主要用于图形窗口的图形移动。在移动图形前, 首先将图形窗口已显示的内容, 从显示设备拷贝到内存设备。在移动图形时, 获得水平和垂直移动量, 并将内存设备按照移动量拷贝到显示设备。在移动结束时, 通过图形动态显示技术进行剪切区的显示刷新。
。如果用普通的检索方法, 在大数据量的情
况下, 将会占用大量CPU 资源, 导致检索效率极其低下, 使软件的处理速度变得很慢, 出现白屏现象。
为了提高检索效率, 将图层从逻辑上又划分成网格, 网格的每个小块称为一级检索单元格(cell), 然后, 建立图元与cell 对应关系的索引表。当通过某检索点, 对某个图层的图元进行检索时, 将分为二级进行检索。
(1) 第一级检索:判断出该点处在哪个cel, l 而对于那些与cell 相交的图元, 再作一次ce ll 与图元闭包的相交性判断, 以确定该ce ll 中包括的所有图元。
(2) 第二级检索:根据检索点到cell 中包括的各个图元的距离, 确定离检索点最近的图元为要检索的图元。
如图2所示, 实线为实际图元, 虚线为一级检索单元格, 实心圆点为检索点, 粗线多边形为检索到的图元。本软件将各个图层统一划分为5∃5个
一级检索单元格。
4 软件应用
4. 1 软件界面
本软件的主界面如下页图3所示。在图形显示区内, 按不同的深浅颜色分别显示了测线(航迹) 、测线号和463H z 实分量曲线(463R ) 三个图层。可通过鼠标/键盘对图形显示区的分量, 进行人~机联合滤波、调平等处理。4. 2 应用实例
以下是本软件在内蒙古航电数据处理中的应用实例。
图4(见下页) 是某测区1563H z 中频实分量调平前、后的剖面平面对比图。图4(a) 是调平前的剖面平面图。图4(a) 中的圆圈部份是测量时产生的干扰。7590号线东端出现负值, 显然此负异常不是由磁性地质体的磁极化效应引起, 而是零线
图2 网格化二级检索示意图F i g. 2 The diag ram of t w o-leve l gr i d-based
retr i eva lm ethod
水平不当造成的。7470号、7540号、7590号线则明显存在仪器系统零漂的干扰, 造成场值水平的不一致。图4(b) 是调平后的剖面平面图。通过对比可以看到, 使用本软件进行人~机联合调平处理后, 消除了图4(a) 中的干扰, 使数据场值零水平基本一致, 为资料解释, 尤其是视电阻率的转换, 奠定了高质量数据的必要条件。
图5(见下页) 是某测区1563H z 中频实、虚分量调平前、后的视电阻率等值线对比图。图5(a) 3. 3 图形动态显示
在图形显示方面, 采用了图形动态显示及双缓存技术
[3]
。
图形动态显示技术是在图形界面需要刷新时, 仅对剪切区内的图形进行刷新处理, 其它区域则不
336物探化探计算技术31卷
影响, 图5(a) 中存在部份误差, 掩盖或扭曲了某些真实异常, 给异常的识别带来了一定困难。图5(b) 是调平后的视电阻率等值线图。通过对分量进行滤波和调平, 不但保持了调平前的整体异常趋势, 而且消除了零漂等因素造成的异常畸变。
通过调平前、后的剖面平面图, 以及视电阻率等值线图对比可以看出, 调平后能更好地进行区域场与局部场的分离, 清晰直观地表现出各类地质体
的电阻率变化特征, 为提高解释推断质量创造了有利条件。
5 结束语
通过对本软件的实际应用, 无论在软件性能上, 还是在处理效果上, 都达到了预期目的。它不但可以使资料的处理解释更加准确,
而且提高了工
图3 软件主界面
F i g . 3 T he m ain interface of soft w
are
图4 1563H z 实分量剖面平面图对比F i g . 4 P l ane secti ons o f real co m ponen t (1563H z)
4期胥值礼等:频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现337
图5 1563H z 实/虚分量调平前、后的视电阻率等值线图对比
F ig . 5 Contour m ap of apparen t resistivity (1563H z ) before and affer leve li ng of rea l and i m ag i nary co m ponents
工业出版社, 2000.
[3] 官章全, 韩云君, 李罡, 等. V isual C +
+
作效率, 缩短了室内处理工作时间, 节省了资料处理成本, 这说明本软件具有较高的实用价值。
为了进一步提高FAE M 资料处理、解释和成图软件的系统化、标准化、规格化, 以至形成具有自
主知识产权的软件系统, 发展资料解释的自动化, 可在本软件基础上融合MAPG I S 等技术, 逐步增加新的功能或整合现有的功能, 以适应数据成图和资料解释的更高需求。
致谢:在编写过程中, 得到了胡平博士、孟庆敏博士、满延龙教授高工、欧介甫高工的指导, 在此深表感谢。参考文献:
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北京:高等教育出版社, 2008.
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6. 0高级编程
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器系统研制回顾与展望[J].物探化探计算技术, 2007, 29(增刊):21.
作者简介:胥值礼(1967-), 男, 物探工程师, 现主要从事航空电磁法系统应用软件的设计与开发工
作。
Ju.l 2009 CO M P UTI NG TECHNI QUES F OR GEOP HYS I CAL AND GEOCH E M I CAL EXPLORATI ON
%3%
post-stack i n version can no t prec ise ly pred ict t h i n reservo ir w ithout enough drilling i n for m ation during t h e earl y exploration . K ey w ords :Jia li n g jiang for m ati o n ; reservoir pred ic ti o n ; se is m ic stochastic i n version ; pr obability density f u nction; carbonate rock
THE DESI GN AND I M PLEMENTATI ON OF THE LEVELI NG SOFT WARE IN THE FRE QUENCY -DOMA I N A I RBORNE ELECTRO MAGNETIC METHOD
121
XU Zhi li , LI U H uan lin , DI N G Zh i q iang , et a. l (1. I nstitute ofG eophysical and Geoche m ica lExp lo rati o n , CAGS , Langfang 065000, Ch i n a ; 2. Tender Boar d O ffice ofG eolog i c al Survey Pro j e c, t InnerM on go lia , H ohhot 010020, China). CO MPUTI NG TEC H N I QUES FOR GEOP H YSI CAL AND GEOC HE M I CAL EXPLORATION , 2009, 31(4):333
Based on the basic princi p les o f GIS , the aut h or realized one-d i m ensional hum an-co m puter interac ti v e leve li n g soft w are for the FAE M data processing t h rough layered graphics , dyna m ic d isplay , grid -based retrieva, l object-o riented , v isua l deve l o p m ent techno l o gy , etc . The so ft w are has so m e un i q ue ad vantage in t h e high degree of v isua, l user-friend l y i n terface , easy and si m p le opera ti o n and so on. It could i m pr ove the e fficiency of data processing and t h e quality o f obser ved data . It has h i g h practical val ue . In th is paper , t h e author descri b ed the functional require m en ts , the desi g n though, t and so m e key tech nolog i e s of the so ft w are , and i n troduced a practica l ap plicati o n . K ey words :FAE M; G I S; leveli n g ; recursive filtering ACOU STI C I M PEDANCE I NVERSI ON U SI NG I M PROVED CON J UGATE GRAD I ENT ALGO R I THM
Z HANG Sai m i n , Z HOU Zhu sheng , L I U H ai fei (Schoo l of In-Physics G eo m atics Eng ineeri n g , C en tra l South Un iversity , Changsha 410083, Ch i n a ). COMPUTI N G TEC HN I QUES FOR GEOPH YSI CAL AND GEOC HEM I CAL EXPLORATI ON , 2009, 31(4):338
A fast and effective algorithm of acoustic i m ped ance i n version is a l w ays our goal in seis m ic i n version . I nversi o n equation is estab li s hed fro m the objective f u nction. A ne w conjugate g radient algorith m has been put for w ard to i m prove i m pedance i n version , w hich is based on c lassica l conj u gate g radient algo rit h m and m ade i m prove m ents i n conjugate grad ient direction , adapted auto m atica ll y i n da m pi n g and re laxation constan. t In add iti o n, w ho le recursion is fin ished by vector operation , wh ich greatly saved co m puter ' s RAM. The i n versi o n result of synthesizing ne w m ethod has the characteristic o f higher prec isi o n, rapider speed and stronger stability . Key words :acoustic i m pedance i n version ; con j u gate grad ient a l g orithm; stochastic i n version; self-adap tive algo rithm
APPROACH AND APPLICATION OF MULTI PLE SUPPRESSI ON U SI NG RADON TRAN S F OR M LI N W en , W EI Da l, i WANG Jian m i n , et a. l (Re search I nstitute o f Exp l o ration and Deve l o p m en, t Daq i n g O ilfield Co m pany Ltd . PetroChina , Daq i n g 163712, Ch i n a ). CO MP U TI NG TEC HN I QUES FOR GEOPH YSI CAL AND GEOC HEM I CAL E XPLORA TI ON , 2009, 31(4):344
M ulti p le re flecti o n w ave appeared co mm on l y in se is m ic data . M ulti p le suppressi o n using Radon trans for m is the popu lar processing module i n conventional se is m ic data processi n g so ft w are . Based on the princ i ple of li n ear Radon transfor m and the discrete sa m pli n g algorith m, the m u ltiple suppression secti o n of theoreticalm odel data is proposed in this paper , and a lso , the mu lti p le suppressi o n algo rithm is used in practica l field se is m ic data i n Song liao B asin . On the basis of the m uti n g function for ever y co mm on reflec tion po i n t (CRP) gather , the mu lti p le is m uted fro m the correspond i n g CRP gather , and the fina l pre -stack ti m e m i g ration seis m ic secti o n is gotten . By co mparison o f the initial to the m u ltiple suppressi o n se is m ic secti o n , w e dra w concl u si o n that the S /Nra tio is i m proved in the m ulti p le suppressi o n pre-stack ti m e m i g ration section , and the geo log ica l struct u re is very c lear . So the m u ltiple suppression secti o n usi n g Radon algorithm can be used for geolog ical str ucture interpretation , such seis m ic attributes extracti n g and a lso reservo ir predicti o n, etc . The ca lculated resu lt fro m theo retica lm odel and fi e l d se is m ic data de m on strate that the proposed techn i q ue is high accuracy and practica. l Key w ords :radon transfo r m ; m ute f u ncti o n; m ulti p le suppression ; nor m a lm oveout (NMO) STUDY OF W ELL LOGS FI NE PROCESSING METHOD S AND I TS APPLICATI ON TO S EIS M IC CALI BRATI ON YANG B i n , LU H ong jiang , LI A NG Po , et a. l (State Key Laborato r y of O il and G as Reservo ir Geo logy and Exploration, Chengdu Un i v ersity of Technology , Chengdu 610059, Ch i n a ). COMPUTI N G TEC H N I QUES FOR GEOP H YSI CAL AND GEOC HEM I CAL EXPLORATI ON , 2009, 31(4):349
Dur i n g the process o f lit h ologic o il-gas explora tion , usi n g logg i n g data to calibrate the seis m ic i n ter preti n g ho rizons is the m ost basic job . But trad itional t e