三维重磁数据反演及可视化

……… ……… ……… ………
74.7749 ……… 91.2583
测点高程，个数为行*列，存放顺序先东西、后南北 以上数据内容和三维重磁异常形体反演数据格式完全 相同
正演场值，个数为行*列，单位为mGal或nT，存放顺 序同上
模型切片
模型切片
三维重磁异常形体反演切片数据格式
数据内容 1.570796 0.000000 200.000 0.0000 4800.0 2 -7.397974 596.524658 -7.307242 -26.775219 726.524658 -26.775219 2982.623291 数据格式说明 剖面方位角(单位：弧度) 剖面的起始点X，Y坐标 剖面点距 第一个测点的横坐标、实测值、高程和正演值 第N个测点的横坐标、实测值、高程和正演值 剖切模型个数
插入节点操作
插入节点指在边或面上增加节点或顶点，并对原相关三角面 进行自动剖分。插入节点操作包括在“一条边”(或一个面) 上插入节点。 操作方法是鼠标必须指向形体，在要插入节点的边周围或面 上点击下鼠标右键，屏幕弹出菜单，进行：选择“一条 边”(或一个面)－“插入节点”操作，即可在指定位置插入 三维节点。
增加模型
删除模型
模型形体表面三维漫游
先用鼠标左键在模型交互区内点击，切换到模型交互区； 同时按住键盘上的“Shift”键和键盘上的“↑、↓、←、→” 即 “上、下、左、右”键，模型能沿着这几个方向转动； 场及模型立体显示区和模型交互区可以让用户方便地观察 到模型的形状。
剖面及模型截面显示
左下视区和右下视区都是场剖面及模型截面显示区。该区主 要用来显示过指定点的XOZ和YOZ两个十字剖面—截面，可 以按鼠标右键来设定坐标轴参数和实测场及正演场剖面曲线 颜色和显示比例等。
目前 RGIS 2010 系统里都已经集成了三维物性反演模块和形体 反演模块。 限于目前的计算机硬件水平和重磁三维反演技术水平，三维重 磁异常的定量反演计算的数据格式和反演过程要比二维复杂的 多，目前的三维反演软件最好只处理单个或多个较难分离的局 部重磁异常。
三维重磁异常形体反演
关于三维坐标和坐标单位的约定 三维实体坐标：从西到东为X轴，从南到北为Y轴，从下 到上为 Z 轴，三维实体坐标单位为m；
局部改变操作
多点改变包括多点水平动、多点垂向压、多点垂向拉。 操作方法是鼠标必须指向形体，在要改变形体节点(主变点) 周围按下右键，屏幕弹出菜单，进行：选择“一个点”－ “多点水平动”(或多点垂向压、多点垂向拉)操作，鼠标指 向节点变亮后，按住左键拖曳，在投影平面内节点位置改变， 按右键则关闭本次交互功能。垂向改变操作与此类同。
三维重磁异常形体反演数据格式
数据内容
0 1 12 3 10 6000 4000 8000 0123456789 8 5000 4000 6000 10 11 12 13 14 15 16 17 6 6000 4000 8000
数据说明
模型的三角形顶点编号索引表，共24条记录，编号0~23 模型数目 第1个模型剖分的三角形数目 第1个模型物性的平均值、最小值和最大值 第1个模型剖分的所有三角形编号 第2个模型剖分的三角形数目 第2个模型物性的平均值、最小值和最大值 第2个模型剖分的所有三角形编号 第3个模型剖分的三角形数目 第3个模型物性的平均值、最小值和最大值
三维重磁异常形体反演体数据显示
程序主界面 同样分为四 个视区，左 上角是场及 模型立体显 示区，右上 角是场及模 型切片交互 区，下边是 场剖面及模 型截面显示 区。
鼠标选中任意一个视区，双击鼠标可以把当前视区切换到全屏 幕显示，再次双击鼠标又恢复成四个视区。
显示设置
显示颜色设置，用来设置屏幕背景、坐标轴、坐标标注的 颜色。还可以设置图形的透明度。 曲线颜色设置，设置场剖面及模型截面显示区里剖切面数 据的颜色，包括网格线、地形数据、正演数据和实测数据。
27.4688 ……… 18.1026 74.7749 ……… 91.2583
14 2009.571 1644.025 -508.956 24
测点高程，个数为行*列，存放顺序先东西、后南北 实测场值，个数为行*列，单位为mGal或nT，存放顺 序同上
模型角点数目 模型的角点X、Y、Z坐标，共14个，编号0~13 模型剖分的三角形数目
三维重磁数据反演及可视化
2010年12月 长沙 中国地质调查局发展研究中心
三维重磁异常形体反演
三维定量反演是对地下空间异常体的参数进行定量计算。计算 参数为地质体的几何参数和物性参数，据此把三维反演方法归 纳为两类：物性反演和形体反演。
物性反演是将地下空间与观测异常对应的地质场源区域剖分成 长方体单元，通过反演方法确定各长方体离散单元的物性，由 物性的分布确定场源的实际分布情况；而形体反演是在给定物 性的基础上，确定多边形或者是多面体角点的坐标，通过多边 形或多面体来模拟场源的几何形态。
0
0.000000 1000.000000 650.000000 1 0
第一个模型编号
第一个模型物性最小值、物性最大值、物性值 第一个模型物性的多边形数目 多边形编号
形体操作，在这一步里可以根据异常的残差特征对逼近形体进行变形、三 角网格加密、移动、增减、约束，可以随时对形体进行进行变形操作以减 小残差；
重复上述操作使地质体的形状逐渐向复杂和精细变化，直至交互解释结束。
三维重磁异常形体反演数据输入
第一种方法是通过反演数据 准备操作，如右图所示的反 演数据准备对话框。用户依 据场值类型输入相应的场参 数和数据文件名，形成相应 的反演数据文件。 程序自动给出初始模型，默 认模型为球状多面体，用户 可以修改它的一些参数如球 心位置、球体半径和球面加 密倍数等。 另一种方式是直接输入已有 的反演数据。
场及模型参数交互区 场及模型 立体显示区
模型交互区
场剖面及模 型截面显示区
场剖面及模 型截面显示区
三维重磁异常形体反演
模型参 数对话 框
Hale Waihona Puke Baidu
场值参数 对话框
颜色参数 对话框
三维重磁异常形体反演基本步骤
根据已知地质资料、异常特征、前期处理结果或其他方法技术资料确定反 演区域及其相应的数据准备； 根据已知地质情况，估计矿体中心，然后应用规则形体特征建立初始形体 即地质体的初始模型，设置物性参数； 如有必要，对初始模型进行计算机自动反演，显示各步迭代的计算结果， 此步可以跳过； 进入交互阶段，计算逼近形体的正演场； 根据交互解释的结果，确定是否进行滤波处理； 漫游三维形体形状及其异常特征，这一步骤可以全方位查看逼近形体的正 演场、实测场和形体的空间特征；
交互功能的启动与关闭采用触发式结构，当某一交互操作功 能处于启动状态时，按右键即可关闭交互功能。 在水平操作时，按着左键拖曳即可，释放左键即改变形体和 完成正演计算，当计算完成后可继续重复操作。注意在进行 局部变形拖曳时鼠标要指向主变点，即变亮的顶点，在进行 整体改变时鼠标要指向形体。 在进行垂向操作时采用按下左键后，再释放左键，等待形体 变化和正演计算完成后，可继续重复操作，形体将继续改变。
三维屏幕坐标：从左到右为X轴，从底到上为Y轴，从里 到外为Z轴。
关于物性及其物性单位的约定
三维重力数据反演时，重力数据单位为mGal，反演的物性 为密度，单位为g/cm3；
三维磁力数据反演时，磁力数据单位为nT，反演的物性为 磁化强度，单位为0.01A/m。
三维重磁异常形体反演
场及模型立体显示区用 来显示反演过程中场和模 型的动态变化； 模型交互区用来交互修 改模型体的几何参数，并 可以通过场及模型数据交 互区一起来设置或改变模 型体的物性参数值； 场剖面及模型截面显示 区用来显示指定点的XY 十字剖面—截面，可以按 鼠标右键来设定坐标轴参 数和实测场及正演场剖面 曲线颜色。
局部改变操作
局部改变包括单点改变和多点改变。单点改变包括单点水平 动、单点垂向压、单点垂向拉。
操作方法是鼠标必须指向形体，在要改变形体节点周围按下右键，屏幕 弹出菜单，进行：选择“一个点”－“单点水平动”(或单点垂向压、单 点垂向拉)操作，原鼠标指向处的节点被选中(变亮)，程序处于等待形体 改变状态，按下左键拖曳，在投影平面内节点位置改变。如果想停止交 互按下右键，再抬起即可关闭交互功能。在进行垂向(Z向)操作时采用按 下左键后，再释放左键，等待形体变化和正演计算完成后继续重复操作， 形体将继续改变，按右键则关闭本次交互功能。
三维重磁异常形体反演数据格式
数据内容 1 2 1.000000 55.000000 61 75 0.0 0.0 50.0 50.0 1 数据说明 实测场类型，重力取0，磁力取1 磁参数标志，Za取2，△T取3，如果是重力省略 磁偏角、磁倾角，单位度，如果是重力省略 测点的行、列数 测区左下角X、Y坐标、点距和线距，单位米(下同) 地形起伏标志，地形水平取0 ，地形起伏取1
边上插入节点 面上插入节点
模型增减操作
模型增减操作包括增加模型及删除模型。 增加模型，包括增加球状多面体、长方体模型或者是用户自 己设计的模型文件。在增加球状多面体和长方体模型时需要 输入模型的尺寸和空间位置坐标。 删除模型，操作时用鼠标指向要删除的模型，点击鼠标右键， 弹出右键菜单，选择“删除模型”，即可完成模型的删除。 注意不能删除最后一个模型。
三维重磁异常形体反演体数据格式
程序可以输出模型数据、正演数据、区域场数据、反演数据、 三维体数据和模型体积，其中： 模型数据和反演数据为文本文件； 正演数据和区域场数据为 Surfer 网格数据； 用户鼠标选择模型体，点击“计算体积”菜单，程序计算 并显示当前模型的体积； 三维体数据相当于反演数据加上正演数据，当输出三维体 数据时，程序直接切换到三维重磁异常形体反演体数据显示 模块，并打开用户当前输出的三维体数据。
18 19 20 21 22 23
第3个模型剖分的所有三角形编号
三维体模型交互技术
三维体模型交互技术包括对模型角点进行局部改变、插入顶 点、形体整体变形、形体整体移动、形体增减、形体表面三 维漫游等。
假定屏幕面为水平面，垂直屏幕向外为 Z 轴正向。鼠标必须 指向形体并按鼠标右键弹出交互菜单，通过交互菜单选取交 互功能后，才能进行交互操作。
三维重磁异常形体反演输出体数据格式
数据内容 1 2 1.000000 55.000000 61 75 ……… ……… ……… ……… 数据说明 实测场类型，重力取0，磁力取1 磁参数标志，Za取2，△T取3，如果是重力省略 磁偏角、磁倾角，单位度，如果是重力省略 测点的行、列数 测区左下角X、Y坐标、点距和线距，单位米(下同) 地形起伏标志，地形水平取0 ，地形起伏取1
场及模型立体显示
用户选择视区→剖面截面切换选项后，可以通过鼠标在场及模 型立体显示区里移动来浏览模型截面和经过鼠标点互相垂直的 两条剖切面的场值拟合情况，屏幕实时刷新场剖面及模型截面 显示区，同时屏幕下方的状态栏显示相应的鼠标的位置坐标。
数据输出
程序可以输出模型数据、正演数据、区域场数据、反演数据、 三维体数据和模型体积，其中： 模型数据和反演数据为文本文件； 正演数据和区域场数据为 Surfer 网格数据； 用户鼠标选择模型体，点击“计算体积”菜单，程序计算 并显示当前模型的体积； 三维体数据相当于反演数据加上正演数据，当输出三维体 数据时，程序直接切换到三维重磁异常形体反演体数据显示 模块，并打开用户当前输出的三维体数据。
图形操作
图形操作包括放大、缩小、旋转、平移和还原显示等。 图形放大、缩小操作只能针对场剖面及模型截面显示区，操 作方法为：鼠标点击一下场剖面及模型截面显示区，然后拖 动鼠标，即可实现图形放大、缩小。 图形的旋转操作只能针对场及模型立体显示区，操作方法为： 鼠标点击一下场及模型立体显示区，然后拖动鼠标，即可实 现图形的任意方向旋转。 图形的平移操作可以在四个视区里进行，操作方法为：鼠标 在任意视区右键单击，然后拖动鼠标，即可实现图形的平移 操作。 还原显示操作可以使经过放大、缩小、旋转、平移操作后的 图形恢复到初始状态。