CN107255837A - 一种二维地形正演和改正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二维地形正演和改正方法，在绘制视电阻率等值断面图中，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行坐标点数据采集并获取其电阻率值，通过正演和改正绘制纯地形剖面的视电阻率等值断面图。本发明能正确地计算出均匀起伏地形剖面视电阻率异常的位置、形态和数值的大小，客观显现地形起伏在剖面形成的假异常，进行直接的数据运算，免去了按一定比例制作导电纸、电阻网络、水槽和土槽等模型来模拟野外情况的工艺难、制作苦，同时也免除了人为带来的偶然误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种二维地形正演和改正方法，属于地理信息系统技术领域。
背景技术
“常规直流电法任意对称四极装置(含高密度电法相同装置)”在矿产地质、水文地质、工程地质等领域应用越来越广泛，视电阻率资料的解释是在水平(或单斜)半空间进行的。然而实际地形存在各种各样的起伏情况，理论与实践表明，地形不但可以引起假异常，而且会掩盖地下由矿体或目标地质体引起的真异常。如果按照水平(或单斜)地形来处理数据、解释，势必会引起一定的误差，甚至导致完全错误的结果。对勘探和解释工作造成误导。因此有必要对起伏地形状态下二维空间人工电场分布的影响进行研究和评估，用地形改正方式削弱或消除地形对视电阻率观测值的影响，使视电阻率异常客观反映地质体的真实存在。
早期，日本、前苏联及我国，乃至西方国家的地球物理学者曾采用导电纸模拟、电阻网络模拟、水槽模拟、土槽模拟等物理模拟方法研究地形影响问题，如按一定比例制作导电纸、电阻网络，水槽、土槽等模型来模拟野外情况，得到地形影响的定性认识，并在野外实际测量中加以识别。有些学者也应用模拟结果，对野外观测数据作些简单的计算和改正，试验将地形影响去掉。这些做法基本属定性解释，不能从根本上解决问题。
其后，也有学者采用一些解析计算方法研究地形影响，一些反演软件也开发了地形改正功能，但基于原理是以地形对静态电流分布方式对异常形态按地形进行扭曲改正，不是真正意义上的地形改正，对地形影响的电阻率数值大小并未作任何改为变，仅改变异常存在形态，从本质上未达到真正地形改正的目的，所得视电阻率异常成果并非地质体的客观存在方式，而是不能定性、半定量、定量的对异常体作出判断和解释。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种二维地形正演和改正方法，该二维地形正演和改正方法省去了繁琐的模拟改正工作、减少了工作环节、节约了经费、缩短了工期，同时可以丰富专业教科书的内容，从本质上还原地下地质体异常的真实状状态。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种二维地形正演和改正方法，在绘制视电阻率等值断面图中，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行坐标点数据采集并获取其电阻率值，通过正演和改正绘制纯地形剖面的视电阻率等值断面图。
基于一种二维地形正演和改正方法，包括以下步骤：
①获取电阻率值：以直流电法任意对称四极装置和高密度电法相同装置所测视电阻率值的剖面视电阻率平均值作为均匀介质的地形剖面视的电阻率值，以直流电法任意对称四极装置和高密度电法相同装置所测视电阻率值为非均匀介质的地形剖面视的电阻率值；
②采集地形点坐标：对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行剖面地形坐标点数据采集；
③数据地形正演：根据步骤①和步骤②中的参数，通过正演对称四极地形函数和正演公式，获取正演视电阻率值；
④绘制正演线图：根据正演视电阻率值制出正演的纯地形剖面的视电阻率等值断面图；
⑤数据地形改正：根据步骤①、步骤②中的参数和对正演视电阻率值的改正，通过改正对称四极地形函数和改正公式，获取改正后视电阻率值；
⑥绘制改正线图：根据改正后视电阻率值绘制出改正的纯地形剖面的视电阻率等值断面图。
所述获取电阻率值，具体包括：
通过常规直流电法任意对称四极装置，含高密度电法相同装置，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形剖面视电阻率二维假异常的位置、形态和数值的大小，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形剖面视的电阻率值。
所述采集地形点坐标，具体包括：
通过建立坐标系，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形的坐标值，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形的坐标值进行剖面地形点坐标数据采集。
所述正演对称四极地形函数为：
其中，f(x,y)为地形变化函数，x为坐标点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，y为坐标点剖面纵坐标，A、B、M、N为均匀介质的地形坐标上的点，xA、yA为A点的坐标值，xB、yB为B点的坐标值，xM、yM为M点的坐标值，xN、yN为N点的坐标值。
所述正演公式为：
ρs＝ρ0×[1+f(x,y)]，
其中，f(x,y)为地形变化函数，ρs为地形正演视电阻率，ρ0为均匀介质剖面视电阻率值。
所述改正对称四极地形函数为：
其中，f(xi,yi)为地形变化函数，xi为坐标点点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，yi为坐标点剖面纵坐标，iA、iB、iM、iN为均匀介质的地形坐标上的点，xiA、yiA为iA点的坐标值，xiB、yiB为iB点的坐标值，xiM、yiM为iM点的坐标值，xiN、yiN为iN点的坐标值。
所述改正公式为:
ρsi＝F[ρ0i,f(xi,yi)]＝ρsi＝[log([ρ0i)×[1-f(xi,yi)]13/5，
其中，ρsi为地形改正后视电阻率，ρ0i为视电阻率实测值，f(xi,yi)为地形变化函数，xi为坐标点点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，yi为坐标点剖面纵坐标。
本发明的有益效果在于：能正确地计算出均匀起伏地形剖面视电阻率异常的位置、形态和数值的大小，客观显现地形起伏在剖面形成的假异常，进行直接的数据运算，免去了按一定比例制作导电纸、电阻网络、水槽和土槽等模型来模拟野外情况的工艺难、制作苦，同时也免除了人为带来的偶然误差。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，一种二维地形正演和改正方法，在绘制视电阻率等值断面图中，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行坐标点数据采集并获取其电阻率值，通过正演和改正绘制纯地形剖面的视电阻率等值断面图。
基于一种二维地形正演和改正方法，包括以下步骤：
①获取电阻率值：以直流电法任意对称四极装置和高密度电法相同装置所测视电阻率值的剖面视电阻率平均值作为均匀介质的地形剖面视的电阻率值，以直流电法任意对称四极装置和高密度电法相同装置所测视电阻率值为非均匀介质的地形剖面视的电阻率值；
②采集地形点坐标：对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行剖面地形坐标点数据采集；
③数据地形正演：根据步骤①和步骤②中的参数，通过正演对称四极地形函数和正演公式，获取正演视电阻率值；
④绘制正演线图：根据正演视电阻率值制出正演的纯地形剖面的视电阻率等值断面图，确定假异常的规模、形态、产状等；
⑤数据地形改正：根据步骤①、步骤②中的参数和对正演视电阻率值的改正，通过改正对称四极地形函数和改正公式，获取改正后视电阻率值；
⑥绘制改正线图：根据改正后视电阻率值绘制出改正的纯地形剖面的视电阻率等值断面图，确定异常的规模、强度、形态、产状等。
进一步地，所述获取电阻率值，具体包括：通过常规直流电法任意对称四极装置，含高密度电法相同装置，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形剖面视电阻率二维假异常的位置、形态和数值的大小，客观显现地形起伏在二维剖面上形成的假异常，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形剖面视的电阻率值。
进一步地，所述采集地形点坐标，具体包括：通过建立坐标系，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形的坐标值，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形的坐标值进行剖面地形点坐标数据采集。
进一步地，所述正演对称四极地形函数为：其中，f(x,y)为地形变化函数，x为坐标点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，y为坐标点剖面纵坐标，A、B、M、N为均匀介质的地形坐标上的点，xA、yA为A点的坐标值，xB、yB为B点的坐标值，xM、yM为M点的坐标值，xN、yN为N点的坐标值。
进一步地，所述正演公式为：ρs＝ρ0×[1+f(x,y)]，其中，f(x,y)为地形变化函数，ρs为地形正演视电阻率，ρ0为均匀介质剖面视电阻率值。
进一步地，所述改正对称四极地形函数为：其中，f(xi,yi)为地形变化函数，xi为坐标点点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，yi为坐标点剖面纵坐标，iA、iB、iM、iN为均匀介质的地形坐标上的点，xiA、yiA为iA点的坐标值，xiB、yiB为iB点的坐标值，xiM、yiM为iM点的坐标值，xiN、yiN为iN点的坐标值。
进一步地，所述改正公式为:ρsi＝F[ρ0i,f(xi,yi)]＝ρsi＝[log([ρ0i)×[1-f(xi,yi)]13/5，其中，ρsi为地形改正后视电阻率，ρ0i为视电阻率实测值，f(xi,yi)为地形变化函数，xi为坐标点点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，yi为坐标点剖面纵坐标。
综上所述，本发明能正确地计算出均匀起伏地形剖面视电阻率异常的位置、形态和数值的大小，客观显现地形起伏在剖面形成的假异常，进行直接的数据运算。
Claims (8)
1.一种二维地形正演和改正方法，其特征在于：在绘制视电阻率等值断面图中，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行坐标点数据采集并获取其电阻率值，通过正演和改正绘制纯地形剖面的视电阻率等值断面图。
2.如权利要求1所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：包括以下步骤：
①获取电阻率值：以直流电法任意对称四极装置和高密度电法相同装置所测视电阻率值的剖面视电阻率平均值作为均匀介质的地形剖面视的电阻率值，以直流电法任意对称四极装置和高密度电法相同装置所测视电阻率值为非均匀介质的地形剖面视的电阻率值；
②采集地形点坐标：对均匀介质的地形和非均匀介质的地形进行剖面地形坐标点数据采集；
③数据地形正演：根据步骤①和步骤②中的参数，通过正演对称四极地形函数和正演公式，获取正演视电阻率值；
④绘制正演线图：根据正演视电阻率值制出正演的纯地形剖面的视电阻率等值断面图；
⑤数据地形改正：根据步骤①、步骤②中的参数和对正演视电阻率值的改正，通过改正对称四极地形函数和改正公式，获取改正后视电阻率值；
⑥绘制改正线图：根据改正后视电阻率值绘制出改正的纯地形剖面的视电阻率等值断面图。
3.如权利要求2所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：所述获取电阻率值，具体包括：
通过常规直流电法任意对称四极装置，含高密度电法相同装置，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形剖面视电阻率二维假异常的位置、形态和数值的大小，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形剖面视的电阻率值。
4.如权利要求2所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：所述采集地形点坐标，具体包括：
通过建立坐标系，获取均匀介质的地形和非均匀介质的地形的坐标值，对均匀介质的地形和非均匀介质的地形的坐标值进行剖面地形点坐标数据采集。
5.如权利要求2所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：所述正演对称四极地形函数为：
<mrow>
<mi>f</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
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<mo>-</mo>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>N</mi>
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<msub>
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<mi>M</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>N</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，f(x,y)为地形变化函数，x为坐标点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，y为坐标点剖面纵坐标，A、B、M、N为均匀介质的地形坐标上的点，xA、yA为A点的坐标值，xB、yB为B点的坐标值，xM、yM为M点的坐标值，xN、yN为N点的坐标值。
6.如权利要求2所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：所述正演公式为：
ρs＝ρ0×[1+f(x,y)]，
其中，f(x,y)为地形变化函数，ρs为地形正演视电阻率，ρ0为均匀介质剖面视电阻率值。
7.如权利要求2所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：所述改正对称四极地形函数为：
<mrow>
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<mo>(</mo>
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</mrow>
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</mrow>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，f(xi,yi)为地形变化函数，xi为坐标点点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，yi为坐标点剖面纵坐标，iA、iB、iM、iN为均匀介质的地形坐标上的点，xiA、yiA为iA点的坐标值，xiB、yiB为iB点的坐标值，xiM、yiM为iM点的坐标值，xiN、yiN为iN点的坐标值。
8.如权利要求2所述的二维地形正演和改正方法，其特征在于：所述改正公式为:
ρsi＝F[ρ0i,f(xi,yi)]＝ρsi＝[log([ρ0i)×[1-f(xi,yi)]13/5，
其中，ρsi为地形改正后视电阻率，ρ0i为视电阻率实测值，f(xi,yi)为地形变化函数，xi为坐标点点相对1号电极，x＝0的剖面横坐标，yi为坐标点剖面纵坐标。
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