实验三 多次迭代滑动平均法程序设计

实验三多次迭代滑动平均法程序设计

姓名：

专业：勘查技术与工程

学号：

指导教师：纪新林

一. 基本原理：

1．多次迭代法的计算公式：

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨⎧⋅++==∑∑∑∑-=-=-=-=+Nr Nr l Mr Mr l Nr Nr l Mr Mr k P P l i k i G j i G j i G j i G 1),(),()

,(),()()1()0( 式中：),1;,1)(,(n j m i j i G ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=为总场值； ),1;,1)(,()0(n j m i j i G ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=为迭代的初始值；

P 为迭代次数，Nr 为窗口沿y 轴的半径，Mr 为窗口沿x 轴的半径。

2．多次迭代法可解决的问题：

可以进行场的分离，得到深部区域场和剩余场，同时也可以消除随机异常。

二．输入输出数据格式设计：

X 方向窗口半径：Mradius

Y 方向窗口半径：Nradius

迭代次数：Interationmax

输入总场文件名：Totalfilename 输出区域场文件名：Regfilename 输出剩余场文件名：Resfilename 总场值：G

区域场值：GReg 剩余场值：GRes 点数：mpoint 线数：nline

点坐标的最小值：Xmin 点坐标的最大值：Xmax 线坐标的最小值：Ymin 线坐标的最大值：Ymax

三．总体设计

I ：输入有关参数：文件名，迭代次数，窗口半径

输入点线数，X ，Y 坐标的最大值和最小值 输入总场

P ：循环进行滑动平均计算 O ：输出区域场和剩余场

四．测试结果

1.测试参数如下：

（1）网格数据保存在Totalfilename.grd 中。网格数据按grd 格式保存，有27

条线、27个点，点（线）坐标从-26m~26m ，点线距为2m 。

(2) 迭代次数3，窗口半径为6m ，相关参数保存在CMD.txt 文件中：

Totalfilename.grd Regfilename.grd Resfilename.grd 3 6 6

2.测试结果：

得到区域场和剩余场的两个网格化文件：Regfilename.grd ，Resfilename.grd 用Surfer 8 分别绘制等值线图：

分别得到总场等值线图，区域场等值线图，剩余场等值线图：

-25

-20

-15

-10

-5

5

10

15

20

25

-25

-20

-15

-10

-5

5

10

15

20

25

0.020.040.060.080.10.120.140.160.180.20.220.240.260.280.30.320.340.360.38

总场等值线图

-25

-20

-15

-10

-5

5

10

15

20

25

-25

-20

-15

-10

-5

5

10

15

20

25

0.03

0.0350.040.045

0.050.055

0.060.065

0.070.075

0.080.085

0.090.095

0.1

区域场等值线图

-25

-20

-15

-10

-5

5

10

15

20

25

-25

-20

-15

-10

-5

5

10

15

20

25

-0.06

-0.04-0.02

00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.20.220.24

0.260.28

剩余场等值线

五．结论及建议：

多次迭代滑动平均法可以进行场的分离，将一个重力异常分离为深部的区域异常和剩余场，同时能够消除随机虚假异常。

一般来说，窗口越大，滑动平均值反映的区域异常越深；迭代次数越多，得到的区域场越平滑，得到的剩余场越明显，反复迭代基本上可以消除随机异常和假异常，达到压制干扰的效果。

本次测试迭代了三次，由以上图可知，迭代得到的区域异常比总异常平滑了很多，而剩余场基本上与总场一致，有细微的差别。总体来说得到了实验要求的效果，基本上反映了多次迭代滑动平均法进行场的分离的规律。

为了使结果更加明显，可以增加迭代次数。

附录：源程序代码

!ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc !ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc ! 程序说明

!

! 程序功能：mulfi_iter_mean --- 重力异常数据的多次迭代滑动平均处理!

! 输入参数: Mradius --- X方向窗口半径mpoint --- 点数

! Nradius --- Y方向窗口半径nline --- 线数

! Interationmax --- 迭代次数Xmin --- X测线最小值! Totalfilename --- 输入总场文件名Xmax --- X测线最大值! Regfilename --- 输出区域场文件名Ymin --- Y测线最小值! Resfilename --- 输出剩余场文件名Ymax --- Y测线最大值! G --- 总场值

!

! 所用文件：CMD.txt --- 输入相关参数

! Totalfilename.grd --- 总场输入文件

! Regfilename.grd --- 区域场输出文件

! Resfilename.grd --- 剩余场输出文件

!

! 中间变量：number --- 中间整型变量GReg --- 区域场值

! sum --- 中间实型变量GRes --- 剩余场值

! Gmax --- 网格点处异常数据的最大值

! Gmax --- 网格点处异常数据的最小值

!

! 输出参数：Regfilename.grd --- 区域场输出文件

! Resfilename.grd --- 剩余场输出文件

!

! 所用子程序：input_CMD --- 输入相关文件名和数据

! read_mpointnline --- 从输入文件中读入点线个数

! 和X，Y测线最大值最小值

! inputGRD --- 输入总场值到数组G

! mulfi_iter_mea --- 滑动平均法

! mean_sub --- 迭代过程

! outputGRD --- 输出网格化文件

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! 作者：韩自强

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