2011磁法勘探系统软件(MAGS3.0)简介

磁法勘探软件系统（MAGS3.0）简介

磁法勘探软件系统是在原国家高技术研究发展计划（863）“海洋深部地壳结构探测技术”（820-01-03）课题的基础上，针对固体矿产重新研究与编制的。MAGS3.0是采用Visual Fortran，Visual Basic，Visual C语言编写开发的一套适合固体矿产使用的高精度磁法勘探软件，目的是使高精度磁法勘探从仪器设备检查、各项改正、资料预处理到正演、反演与转换处理、综合解释等环节都有一个方便、高效、快捷的平台，解释人员利用这一软件系统（平台）就能够在野外生产过程中及时进行处理与解释，同时把磁法勘探一些新的方法技术应用到生产中。

本系统按照地面高精度磁测技术规程（DZ/T 0071-93、DZ/T 0144-94）编写，其主要功能包括：1）野外磁测结果整理与预处理；2）剖面与平面资料的转换处理与正反演，包括小波多尺度分析技术，匹配滤波方法，2.5D与3D人机交互反演等；3）磁法勘探资料综合解释，包括人工神经网络，模糊数学，灰色系统等综合预测方法；4）导出到MapGis成图：可以根据实际情况画平面剖面图并均匀或渐变填充颜色，可以将二度半人机交互反演得到的地质剖面导出在MapGis环境下成图输出。

磁法勘探软件系统共分三大部分：1.仪器检验、各项改正与磁测资料的预处理等；2.剖面与平面磁测资料的转换处理与正、反演3.磁法勘探资料综合解释。而每一部分又分为：

一、野外磁测结果整理与预处理

1.仪器性能检验：噪声水平、一致性与仪器观测精度；

2.磁测资料的各项改正：利用国际地磁参考场IGRF作正常地磁场改正，高度改正，水平梯度改正，日变改正和混合改正。各项改正方法按地质矿产行业标准DZ/T0071-93,94，同时也兼顾一些单位对精度要求不高，还使用机械式仪器用混合改正和水平梯度改正方法。

3.磁测工作精度：按平稳场和异常场不同用均方误差和相对误差计算。

4.标本磁参数的测定与统计整理：根据质子磁力仪测定结果计算标本的磁化率和剩余磁化强度，同时按算术平均或几何平均方法计算均值；并对计算结果进行分组和绘制频率直方图和频率分布曲线。

5.磁测资料预处理：对剖面资料进行5点、7点圆滑和加密插值，跳点放稀点距；对平面资料进行25点、49点圆滑和加密插值，跳点放稀测网；从平面资料中任意切出一条剖面或一块面积（如某一个局部磁异常）进行精细解释。

二、剖面与平面资料的转换处理与正反演

1.二度、似二度体的正演

（1）有效磁化强度、有效磁化倾角的计算，感应磁化强度与剩余磁化强度的矢量合成；（2）常见规则几何形体，如水平圆柱体，斜交磁化有限延深板状体，接触带与台阶，矩形截面水平棱柱体组合模型，下延无限直立棱柱体组合模型的正演，以及二度半任意多边形截面水平棱柱体模型正演；

（3）强磁性磁性体的消磁作用的计算。

正演部分可以计算任何复杂地质情况下磁性体产生的磁场，如可以计算任意形状磁性体，多个孤立脉状体的组合，矿体与岩体的组合，孤立矿体与区域磁性基底组合等，用于正演研究和检验反演解释的结果。

2.剖面资料的转换处理

（1）分离区域场与局部场方法：滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法，差值场法，匹配滤波与维纳滤波法等；

（2）频率域磁异常转换系统：向上、向下延拓，化到地磁极，T ∆换算水平分量a H 和垂直分量a Z ，垂向一次导数，磁源重力异常；

（3）归一化总梯度法：该方法对磁异常作归一化延拓，有反演效果，可显示下半空间断面图；

（4）把弯曲地形上磁异常化到水平地形上，利用等效偶层位方法进行曲化平处理；

（5）一维小波多尺度分解：利用小波分析方法，把磁异常分解为不同阶次的细节部分和逼近部分，用它们来分离不同尺度的区域场与局部场；

（6）空间域的解析延拓方法

转换处理部分包含了目前国内常用的位场分离、转换处理的所有常规与前沿方法技术：有空间域的处理方法，也有通过傅立叶变换来实现的频率域转换处理方法，如化到地磁极，上下延拓，分量转换，导数换算，磁源重力异常等等；剖面资料转换处理还包括了磁法勘探最新的研究成果，如我们承担的国家自然科学基金项目山区重磁资料快速曲化平方法成果，近年热门的小波分析方法在重磁位场分离的应用。

3.剖面磁异常的反演

（1）经验切线法，斜磁化二度无限延深板状体T ∆切线法，特征点法。这是一些经典的，在50—80年代用得非常广泛，解释人员采用人工作图计算解释的常规方法，为了保留这些方法，我们采用可视化技术直接在计算机屏幕上操作，可以实时修改显示计算结果，解释人员不必再画图计算。它们对传统的反演解释方法起了“承前”的作用。

（2）希尔伯特变换法接触带、台阶反演。Werner 反褶积剖面快速反演与欧拉齐次方程法剖面反演。这是一类把非线性反演转化为线性反演的方法，其中Werner 反褶积，欧拉次方程法解释人员可以在不知道地下地质体的形状、物性参数情况下，及时快速了解磁性体的埋深及分布情况，是国外较为流行的一类快速反演方法。

（3）人机交互实时反演。通过建立一个二度半（也可以是二度的）任意多边形截面水平棱柱体的复杂模型，利用计算机可视化功能，解释人员在计算机屏幕前建立、修改模型，实时进行反演解释，该方法适合任意复杂模型，可以充分发挥解释人员的经验。

（4）最优化选择法自动反演。通过建立一个二度下延有限板状体模型，利用阻尼最小二乘法自动反演技术，机器自动修改板状体模型的7个参数，实现反演过程的自动化。

（5）磁性界面反演。对于磁性基底面（如结晶基底面，大的岩体的上顶面），由于温度升高导致磁性消失的居里等温面，采用空间域的广义逆矩阵方法和频率域直接反演法。

剖面磁异常反演部分包括继承传统的、大家喜欢用的一些剖面人工解释，而其核心部分是近二十年来新的反演方法技术，如线性快速反演方法，最优化方法，充分发挥解释人员作用的人机交互反演，以及可用于区域资料处理的各种界面反演技术。

4.三度体的正演

（1）常见规则几何形体正演，包含球体、棱柱体及其组合模型的正演计算。

（2）帕克法频率域快速正演，用于计算磁性上界面起伏产生的磁场。

（3）任意形状三度体面元法正演，对于任意形态的孤立磁性体，采用数值积分方法实现它们的正演计算，该方法曾广泛用于已知矿山有大量勘探剖面矿体磁场的计算，以及用剩余异常来发现深部隐伏矿体。

（4）复杂几何形体正演，包括有限长水平圆柱体、椭球体、走向与下延有限倾斜板状体正演计算。

5.平面磁测资料转换处理

（1）滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法，差值场法，匹配滤波，3D 频率域转换处理