三、磁异常处理转换精品PPT课件
磁法勘探06磁异常的处理与换算资料
第一节 磁异常的处理与换算的目的意义
应当指出,磁异常处理和转换时,有两个问题必须要明确: 1.应当合理的选择处理和转换的方法。由于转换、处理方法 较多,具有各自的特点、作用、适用条件,不应盲目的对各 种方法都使用一遍。应当认真分析磁异常特征、测区内地质、 物性情况及所要解决的地质问题,根据各个方法的功能和适 用条件,合理的选择若干种处理方法; 2.磁异常的处理和转换只是一种数学加工处理,它能使资料 中某些信息更加突出和明显。但不能获得在观测数据中不包 含的信息。数学变换只能改变异常的信噪比,而不能提供新 信息;因此,在应用各个方法时必须要注意到实际资料的精
15
第二节 磁异常的处理
1.剖面网格化
16
17
第三节 磁异常的空间转换
延拓是把原观测面的磁异常通过一定的数学方法换算到高 于或低于原观测面上,分为向上延拓与向下延拓。向上延拓 是一种常用的处理方法,它的主要用途是削弱局部干扰异 常,反映深部异常。我们知道,磁场随距离的衰减速度与 具磁性的地质体体积有关。体积大,磁场衰减慢;体积小, 磁场衰减快。对于同样大小的地质体,磁场随距离衰减的 速度与地质体埋深有关。埋深大,磁场衰减慢;埋深小, 磁场衰减快。因此小而浅的地质体磁场比大而深的地质体 磁场随距离衰减要快得多。这样就可以通过向上延拓来压 制局部异常的干扰,反映出深部大的地质体。
是很重要的。随着磁测量精度的不断提高,实测异常中所包含 的可靠信息也不断增加。如何有效地提取和利用这些信息,就 成为磁异常解释理论研究的重要课题。早在20世纪40、50年代, 诸如导数异常的计算,磁场解析延拓,化磁极等处理方法已相 继问世。到60、70年代,由于电子计算机的广泛应用,使磁异 常的处理和转换容易实现,从而其理论和方法得到了迅速的发 展,并不断得到完善。由于在实践中磁异常的转换和处理对提 高磁方法解决问题的能力和改善地质效果起到了应有的作用, 因此它已成为当今磁异常推断解释中不可缺少的重要环节。
磁法勘探-磁异常的数据处理
第九章磁异常的数据处理前面正演计算的假设条件:形状规则、均匀磁化、观测面水平、单个异常体………在此条件下建立磁体与异常特征之间的关系作为解释理论。
这与实际情况有很大的偏差,需要对观测数据进行处理实际:①剩余磁化强度;②地形起伏不平;③测量偶然误差;④地表干扰磁场;⑤多个磁性体。
一、磁异常处理和转换的目的1、使实际异常满足或接近解释理论所要求的假设条件例:曲面的观测数据→水平面上的数据分解叠加异常→独立异常2、使实际异常满足解释方法的要求①某分量→其它分量②磁场值→频谱提供多方面异常信息3、突出异常某一方面的特点如:上延压制浅部磁性体的异常方向导数突出某一走向方向的磁异常特征磁异常处理的主要内容:① 磁异常的圆滑滤波和插值;区域与局部场,深部场与浅源场 ② 异常空间换算:场的空间解析延拓;③ 磁异常参数之间的换算;由实测异常进行,T ,a Z ,a H ,a T 之间互算④ 磁异常的导数换算;计算水平、垂向导数⑤ 不同磁化方向的磁异常换算;⑥ 频率中磁异常的各种换算和数字滤波;磁异常的地形影响校正等内容。
方法分为:空间域频率域:频率域速度快,方法简单,现已成为主要方法。
各种处理方法尤其不同的物理原理和数学方法,处理的目的也不同。
对某一地区而言,并非一定要进行所有的数据处理方法,而应根据具体情况和异常特点,合理的选择,进行恰当的处理,这跟磁异常的解释效果有很大关系。
二、磁异常的圆滑滤波和插值计算1、主要作用这种数据处理的主要作用是消除磁测过程中的随机误差,地表附近的随机干扰以及磁化不均匀的影响。
这些影响在磁异常曲线上表现为无规律的高频跳动,影响了主体异常。
所谓高频干扰,是把磁异常曲线类比为电学或波动学上的震动曲线,随机干扰的频率比较高,起伏不规则,这些服从正态分布规律,起伏平均值为零。
特别是这些干扰在进行场的相似解析延拓和导数换算时,还会得到放大,使磁异常发生更大畸变。
2、目前常用的方法①最小二乘圆滑方法是一个函数的拟合问题,用一个拟和函数(一般常用多项式)去拟合离散的实测异常值,是多项式与实测异常的偏差平方和最小,以达到光滑异常曲线的目的。
第11课 磁异常的反演与转换处理
球体: 已知斜磁化球体的 Za 表达式为
Za
0 ms
4 ( x R )
2 2
5 2
[(2 R 2 x 2 ) sin is 3R x cosis ]
上延:压制或消除浅部(局部)磁性体的异常,突出深部 磁性体的异常(或区域磁异常)
下延:压制深部磁性体的异常(或区域异常),突出浅部 磁性体的异常(或局部磁异常);
2、磁异常的导数换算
一般计算磁异常的一阶水平导数、一阶垂向导数及垂向二阶导 数。实际工作中,磁异常的一阶(水平和垂直)导数常用差商 代替。
两个相邻球体异常的叠加
重磁高阶导数可以将几个互相靠近、埋深相差不大的相邻地 质因素引起的叠加异常划分开来
3、各分量之间的换算
由磁场与磁位的关系可以得到以下磁场各分量之间的关系式:
T X a x t0
T Ya y t0
T Z a z t0
一般是指由 Za → Ha
若已知截面磁化强度 Ms ,则又可求得球的
中心剖面内最大截面积 S ,进一步可解得球体的 体积。
O
R
Ms
二、切线法
切线法是利用过异常曲线上的一些特征点
(如极值点,拐点)的切线之间的交点坐标间的 关系来计算磁性体产状要素的方法。 该方法简便、快速、受正常场选择影响小, 在航磁异常的定量解释中曾得到广泛应用。
图3-7-1 用向上延拓压制浅部玄武岩异常的影响 1.玄武岩;2.沉积岩
内蒙某地用磁法勘探普查超基性岩的实例。该地区浅部盖有一层不厚的 玄武岩,使磁场表现为强烈的跳动。为压制玄武岩的干扰,将磁场向上 延拓了500m。由图可知,向上延拓的磁场压制了玄武岩的干扰。同时 右侧部分反映了深部的超基性岩磁场。
磁现象ppt课件-课件
磁现象的发展趋势
01
磁现象与现代科技的结合
随着科技的发展,磁现象的应用领域越来越广泛,如磁悬浮列车、磁共
振成像等。未来,磁现象将与更多现代科技结合,开拓新的应用领域。
02
磁性材料的高性能化
未来,磁性材料将向高性能化方向发展,以提高磁性能和稳定性,满足
各种应用需求。
03
磁现象的理论研究深化
随着实验研究的深入,磁现象的理论研究也将得到进一步深化,为磁现
磁性物质的分类
软磁性物质
易被磁化,但磁化后矫顽力较小 ,容易失去磁性。
硬磁性物质
不易被磁化,但磁化后矫顽力较 大,不易失去磁性。
半硬磁性物质
介于软磁性和硬磁性之间,具有 一定的矫顽力。
磁性物质的性质
磁化现象
将无磁性的物质转变为具有磁性的物质的过程。
磁滞现象
磁性物质在磁场变化时表现出的滞后现象。
磁热效应
05
磁现象的未来发展
磁现象的研究现状
磁现象的基础研究
目前,科学家们正在深入研究磁现象的基本原理,包括磁场、磁力 、磁化等现象的本质和规律。
磁性材料的研发
为了更好地应用磁现象,科学家们正在积极研发新型的磁性材料, 以提高磁性能和稳定性。
磁现象的实验验证
通过实验验证是研究磁现象的重要手段,科学家们通过设计各种实验 来探究磁现象的规律和特性。
磁现象ppt课件
contents
目录
• 磁现象简介 • 磁场的性质 • 磁力与磁性物质 • 磁现象的应用 • 磁现象的未来发展
01
磁现象简介
磁现象的定义
粒子(如 电子和质子)之间的相互 作用,导致物体具有磁性 并产生磁场的现象。
磁场
三、磁异常处理转换PPT课件
得:
U(x,z)1 U(,0) ln (x)2z2d
x
z x
1 U(,0) (x) d
z (x)2z2
Z a ( x ,z ) 0 U ( z x ,z ),. H a ( x ,z ) 0 U ( x x ,z )29
Z a与H a 互算:
U (x ,z ) 1 U (,0 )ln( x )2 z 2 d z
i1
此外,可得:
Za(0,0)1 Ha(,0)d
N
Za(0,0) ai[H a(i,0)H a(i,0)] i1
.
43
五、程序编写与图示结果
➢ 例子:1)数据准备
➢ 定义球体或水平圆柱体的参数 ➢ r=10; % 浅水平圆柱体截面半径,单位:m ➢ r0=30; % 深水平圆柱体截面半径,单位:m ➢ R=20; % 浅水平圆柱体柱轴的埋深,单位: m
N
37
Za与Ha 互算:
Ha(0,0)1 Za(,0)d
在 1 N 积分区间分成一系列等间隔的小区间:
1 2 , 2 3 , , N 1 N
在每个小区间内,磁异常近似线性变化。利用积分中值定理:
.
38
Za与Ha 互算:
Ha(0,0)1 Za(,0)d
在 1 N 积分区间分成一系列等间隔的小区间:
i1
a1
π 1(1
1 2
ln
2 1
)
ai
2
2
ln i1 i
.
aN
1
2
(1ln N ) N1
26
磁异常分量 Za与H a 换算原理
拉普拉斯方程的诺伊曼问题
(p166):
2U
0
(z0)
磁异常特征的分析和异常的解释推断PPT学习教案
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二、磁异常的走向
在平面等值线图上,其等值线长轴 的方向即为它的走向。在剖面平面图上 曲线主峰值在测线上的投影位置连线的 方向即为它的走向。狭长异常(二度异 常)有明显的走向,而等轴异常(三度 异常)无明显的走向。对磁异常的走向 的描述一般是指走向展布的方向,如异 常走向近东西向。或者用方位角表示, 如:异常走向100°。
磁异常特征的分析和异常的解释推断
会计学
1
一、磁异常的形状
在等值线图上看,一种是狭长异常, (带状分布)即等值线呈长条状或长椭 圆状的封闭圈。另一种是等轴异常,即 等值线呈圆形,似圆形的封闭圈。
二者的划分视异常值等于1/2极大值
的那条等值线,其长轴和短轴之比大于
或等于3时就是狭长异常(也称二度异
常)反之为等轴异常(也称三度异
米;右翼梯度变化6.9nT/米;
800 700 600 500 400 300 200 100
0 -100 95 -200
100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150
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在实际描述时,将梯度变化大的称 为梯度变化陡,梯度变化小的称为梯度 变化缓。
800 700 600 500 400 300 200 100
0 -100 95 -200
100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150
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九、各种异常的相互关系
在磁测的同时投入了其他物化探 方法,如:重力、电法、化探、测井等, 就要研究各种异常的相互关系,从其相 互关系中确定是否属于同源引起的异常, 一般来看,对应关系好,应该属于同源 异常,如果在同一个地质体上,磁、重、 电、化均有异常,且对应较好,那么该 地质体是矿的可能性就很大。
实验3-磁异常处理与转换(张嘉琪)
《应用地磁学》实验报告*名:***学号: **********指导教师:***实验地点:实验室319实验日期: 2014-05-31实验三:磁异常处理与转换一、实验目的:1、加深对磁性体磁异常在空间域处理转换原理与作用的认识2、用Matlab 语言编程实现水平圆柱体磁异常(包括Za 、Ha 、Δt)的向上延拓和分量转换,培养学生数据处理的实际动手能力。
二、实验内容利用两个大小与埋深不同的水平圆柱体产生的磁异常(ΔT 、Za 、Ha ),进行上延计算与分量转换计算,异常数据利用实验一中水平圆柱体的正演程序计算而来。
三、实验要求球体或水平圆柱体磁异常上延计算与分量计算可任选其一,但均要求对计算结果误差进行分析,具体要求如下:1、上延计算:对ΔT 、Za 、Ha 各分量向上延拓5m 、10m ,画出对应结果图;2、分量计算:进行Za →Ha ,Ha →Za 分量转换,画出对应结果图;3、观察向上延拓、分量转换前后的异常特征,分析向上延拓与分量转换的作用;4、要求对计算结果误差进行分析,如有可能提出改进措施。
5152535455565758595105115125135145155 -30-20-100 10 2030(n T )(m )图1、水平圆柱体模型及其产生的磁异常分量Za 和Ha四、实验原理在空间域内讨论磁异常的转换和处理的基础是磁异常的位函数,它具有调和函数的性质。
因此可根据某观测面上的实测磁异常,换算成场源以外其他空间位置的磁异常,也可以将某种实测分量换算成其他的分量,增加解释信息。
1、向上延拓:换算平面位于实测平面之上。
主要用途是削弱局部异常干扰,反映深部异常。
设坐标原点位于计算点下方实测剖面上,延拓高度为一个点距h ,则原点的向上延拓公式:1()21222()2(,0)14(0,)(,0)arctan 43n h n h n n Za nh h Za h d Za nh h n ξπξπ∞∞+-=-∞=-∞-==++∑∑⎰ 1()21222()2(,0)14(0,)(,0)arctan 43n h n h n n Ha nh h Ha h d Ha nh h n ξπξπ∞∞+-=-∞=-∞-==++∑∑⎰ 344arctan 1)0,()0,(),0(2)21()21(22+∆=+∆=-∆⎰∑∑+-∞-∞=∞-∞=n nh T d h h nh T h T h n h n n n πξξπ 2、磁异常分量间的换算:原点处的磁异常的分量换算公式Za →Ha :)]0,()0,([)0,0(1i a i a Ni i a Z Z a H ξξ--=∑=,Ha →Za :)]0,()0,([)0,0(1i a i a Ni i a H H a Z ξξ---=∑=, 式中,)ln 211(1121ξξ+=πa ,i i i a ξξπ1ln 22+=,)ln 1(211-+=N N N a ξξπ。
磁法勘探_06_磁异常的处理与换算
24
利用向下延拓可以处理旁侧叠加异常。我们知道,磁性体埋深越大,异 常显得越宽缓。剖面越接近磁性体,磁异常的范围越接近磁性体边界。例 如对两个相邻的板状体而言,当它接近地表时,实测磁异常可能明显地显 示两个峰值。但当埋深大于两个板体的距离时,则其叠加异常将显示为两 个宽而平的异常。因此将叠加的磁异常向下延拓到接近磁性体界面时就可 能把各个磁性体的异常分离开来,增强分辨能力。 利用向下延拓还可以评价低缓异常,低缓异常是指强度和梯度都比 较小的异常,显然这是磁性体埋藏较深的标志。低缓异常的某些异常特征 是不明显的,用它来进行解释推断有一定困难。解决这一困难的办法就是 向下延拓。向下延拓一方面可以突出叠加在区域背景上的局部异常,使之 尽量少受区域场的影响;另一方面可以“放大”某些在低缓异常中不够明 显的异常特征(如拐点、极值点、零值点等),有利于进一步解释推断
华北地区航磁化极上延20km等值线图
37
ΔT异常最容易受到斜磁化的影响,因此“化向地磁极”在处理航磁资料方 面有广泛应用。图3-7-7是湖北铁山、鄂城岩体的ΔT异常,其正、负值范围与 岩体界线(点线表示)不符。化向地磁极后,异常正值部分与岩体边界有较好 的对应关系(图3-7-8)。
38 图3-7-7 湖北铁山、鄂城岩体的ΔT异常 图3-7-8 湖北铁山、鄂城岩体的ΔT异常化向地磁极
图3-7-10 匹配滤波法 分离水平圆柱体理论 模型的场 1、深、浅两个水平 圆柱体的场;2、浅部 水平圆柱体的场;3、 深部水平圆柱体的场; 4、分离后浅源场;5、 分离后的深源场。
第三节 磁异常的推断解释
3、无限延长、无限延深薄板
(1)顺层磁化无限延深薄板 1)磁场表达式 则:
4、因实际地质体与条件设定不同而引入相对概念 (1)当磁性体的埋藏深度远小于其延伸长度到一定程度 时(1/5),其场值曲线,与无限延伸体磁场的差值在允 许误差范围内,就视为无限延伸体。对走向无限延长的也 一样处理。 (2) 不规则三度体(指走向、横向、垂向均为有限的, 称为三度体。若沿走向无限时,称二度体,如水平圆柱 体),当在埋深增加到一定深度后,它的磁场与球形体的 几乎相同,就视为球体。 (3)对于不均匀磁化体,当出露在地表或浅部时,不均 匀性有反应,但埋深到一定值时(埋深比长度大于2.5) 磁场则主要反应了它的整体性,因而可以作为均匀磁性体。
(二)有效磁化强度和有效磁化倾角
1、磁化强度(M)与有效磁化强度(Ms)
o
由图可见: Mx = McosIcosA
x
My
MH
N
My = McosIsinA
Mz = MsinI
2 Ms Mx M z2
A
y is
I Mx
或者: M s M sin I / sin is
有效磁化强度
M s M cos 2 I cos 2 A sin 2 I
第三节 磁异常的推断解释
什么是正问题与反问题?
正问题:d=Gm
观测数据
(不同几何参数、磁性 参数的磁性体特征)
地质模型
(各种地质体磁异 常曲线)
磁异常特征的分析和异常的解释推断67页PPT
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
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10
20
30
(m)
数据准备
➢ 设在地下有两个磁性体,一个浅而小(半 径r=5m,埋深R=25m),一个深而大 (半径r=50m,埋深R=100m),有效磁 化强度Ms=0.2A/m, is=90°情况下,正演 其磁异常(ΔT、Za、Ha)。
三、实验要求
一、上延计算
➢ 利用两个球体或水平圆柱体的正演叠加磁 异常( Za、Ha 或△T)进行上延计算,画 出ΔT、Za、Ha各分量向上延拓5m、10m 的异常图;
i
Ui
•
tan 1
8 4i2 15
=0.1560U0 0.1269[U1 U1]
0.1560U (0, 0) 0.1269[U (h, 0) U (h, 0)]
剖面向上延拓计算原理
(2)不等间距划分
U(0, h)
i
Ui
i1 h d i 2 h2
i
Ui
tan
1
i1
h
tan 1
i
h
P(0,h)
h
P(0,0)
i
i 1
x
i ,i1 怎么选择?
剖面向上延拓计算原理
(2)不等间距划分
U(0, h)
i
Ui
i1 h d i 2 h2
i
Ui
tan
1
i1
h
tan 1
i
h
P(0,h)
h
P(0,0)
i
i 1
x
i ,i1 怎么选择?
剖面向上延拓计算原理
(2)不等间距划分
Za(0, h)
n
(n 1 )h 2
(n 1 )h 2
h d
2 h2
1
4
Za(nh, 0) arctan
n
4n2 3
Ha(0, h) Ha(nh, 0)
n
(n 1 )h 2
(n 1 )h 2
hd 2 h2
Ha(nh, 0) 1 arctan 4
n
4n2 3
T (0, h) T (nh,0)
)
h
等间距划分
U(0, h) Ui i1 h d
i i 2 h2
i
Ui
tan
1
i1
h
tan 1
i
h
Ui • tan1 4
i
4i2 3
剖面向上延拓计算原理
(1).
(i 1 )h 2
~
(i
1 2
)
h
等间距划分
U (0, h)
i
Ui
i1 i
2
h
h2
d
i
Ui
• tan1
4 4i2 3
=0.2952U0 0.1652[U1 U1]
0.2952U (0, 0) 0.1652[U (h, 0) U (h, 0)]
剖面向上延拓计算原理
(1).
(i 1 )h 2
~
(i
1 2
)
h
等间距划分
U (0, 2h) Ui i1 2h d
i i 2 h2
i
in
剖面向上延拓计算原理
取: [tan1 i1 tan1 i ] 9
h
h
0.05
n
则:U (0, h) 0.05Ui 0.05 Ui
➢ 比较上延前后各磁异常分量曲线的不同及 不同地质体的上延后效果的不同,分析上 延计算的作用。
➢ 对计算结果进行误差分析,分析计算异常 与理论异常误差的主要来源
三、实验要求
二、分量转换
➢ 利用单个球体或水平圆柱体的正演磁异常 ( Za、Ha )进行分量转换,画出Za、 Ha分量转换图;
➢ 比较分量转换前后磁异常曲线形态,分析 分量转换的作用。
i
i
2 h2
h :为延拓高度
剖面向上延拓计算原理
2U 0 (z0)
U
z0U (x,o)
U (x, z) z
U ( , 0)d ( x)2 z2
U (0,h) 1
i
i1 h •U ( ,0)d
i
2 h2
U i i1
h d
i i 2 h2
U i 为U (i ,0) ~ U (i1, 0) 之间某值(中(x,o)
经过复杂的求解:
U (x, z) z
U ( , 0)d ( x)2 z2
剖面向上延拓计算原理
2U 0 (z0)
U
z0U (x,o)
z U ( , 0)d
U (x, z)
( x)2 z2
U (0, h) 1 i1 h •U ( , 0)d
U(0, h) Ui i1 h d
i i 2 h2
i
Ui
tan
1
i1
h
tan 1
i
h
Ui
i
取: [tan1 i1 tan1 i ] 9
h
h
0.05
剖面向上延拓计算原理
取: [tan1 i1 tan1 i ] 9
h
h
0.05
n
则:U (0, h) 0.05Ui 0.05 Ui
n
(n 1 )h 2
h
h (n1 )h 2
2
2
d
n
T
(nh,
0)
1
arctan
4 4n2
3
剖面向上延拓计算原理
U (x, 0)
x
r
P(x, 0)
v
z
Q( , )
剖面向上延拓计算原理
2U 0 (z0)
U
z0U (x,o)
U (x, 0)
x
r
P(x, 0)
v
z
Q( , )
剖面向上延拓计算原理
➢ 分析磁异常上延计算与分量转换的作用 ➢ 对计算结果进行误差分析,分析计算异常与
理论异常误差的主要来源
数据准备
➢ 模型(球体或水平圆柱体)示意图
(nT)
30 20 10
0 -10 -20 -30
5 0
15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155
➢ 对计算结果进行误差分析,分析计算异常 与理论异常误差的主要来源
四、实验原理
➢ 1、空间域向上延拓: 换算平面位于实测平面之上。主要用途是 削弱局部异常干扰,反映深部异常。设坐 标原点位于计算点下方实测剖面上,延拓 高度为一个点距h,则原点的向上延拓公 式:
四、实验原理
Za(nh,0)
一、实验目的
1、加深对磁性体磁异常在空间域处理 转换原理与作用的认识 2、用Matlab语言编程实现球体或水平 圆柱体磁异常(包括Za、Ha、Δt)的向 上延拓和分量转换。
二、实验内容
➢ 利用两个大小与埋深不同的球体或水平圆柱 体产生的磁异常(ΔT、Za、Ha),进行上 延计算;
➢ 利用单个球体或水平圆柱体产生的磁异常 (ΔT、Za、Ha),进行分量转换
剖面向上延拓计算原理
U (0, h)
i
Ui
i1 i
2
h
d
h2
P(0,h)
P(0,0)
i
i 1
x
i ,i1 怎么选择?
剖面向上延拓计算原理
(1).
(i 1 )h 2
~
(i
1 2
)
h
等间距划分
P(0,h)
h
1h 0
2
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剖面向上延拓计算原理
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