重磁實驗報告(地大)

重磁資料采集與處理實習

一、實習目的

（1）通過本次實習，加深對理論知識的認識和理解。

（2）熟悉Grapher和sufer以及matlab軟件的使用，會進行基

本的操作和數據處理。

二、實習內容

（1）重磁數據的光滑、擬合、插值和網格化

1、利用Grapher軟件實現磁異常曲線的光滑、擬合與去噪

上圖紅線代表線性光滑后的結果，可見磁異常在局部呈鋸齒狀，

很可能地下分布有基性的噴出巖；藍線代表10階多項式擬合后的結

果，可以反映區域場的變化情況。

將原始曲線改為散點圖，可看出光滑后的效果。

2、利用Surfer軟件實現磁異常數據的網格化與顯示

測區內測點分布圖如下：

打開sufer，點擊Grid中出現Data，然后選中目標文件進行網格化，將網格化的文件在

sufer中顯示如下：

2）組合長方體重力異常計算與分析 （

1、計算出多個長方體的重力異常，并將結果導出為GRD格式

Model 1：

X1 = -100; %長方體X方向起點坐標

X2 = 100; %長方體X方向終點坐標

Y1 = -100; %長方體Y方向起點坐標

Y2 = 100; %長方體Y方向終點坐標

Z1 = 10; %長方體Z方向起點坐標

Z2 = 55; %長方體Z方向終點坐標

經過matlab運行后導出mod_

Model 2：

X1 = 120; %長方體X方向起點坐標

X2 = 180; %長方體X方向終點坐標

Y1 = 120; %長方體Y方向起點坐標

Y2 = 180; %長方體Y方向終點坐標

Z1 = 1; %長方體Z方向起點坐標

Z2 = 20; %長方體Z方向終點坐標

經過matlab運行后導出mod_

Model 3：

X1 = -75; %長方體X方向起點坐標

X2 = -125; %長方體X方向終點坐標

Y1 = -75; %長方體Y方向起點坐標

Y2 = -125; %長方體Y方向終點坐標

Z1 = 1; %長方體Z方向起點坐標

Z2 = 20; %長方體Z方向終點坐標

經過matlab運行后導出mod_

2、利用Sufer軟件繪制重力異常平面等值線圖

Model 1:

Model 2：

Model 3：

3、合并生成多個長方體組合模型的重力異常

利用surfer中grid中的math進行組合。

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

輸出文件為muti-model_

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

輸出文件為muti-model_

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

輸出文件為muti-model_

4、利用Surfer滑動平均方法，分離大小長方體異常

首先點擊grid，然后選擇filtering中的moving-average，用滑動平均后的結果減去

輸出結果，即可得到。

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

上述三種組合模型，第一個圖像為原始磁異常，第二個為滑動平均后的結果，第三個為

得到的局部磁異常圖像，從圖上可以看出滑動平均的不足，即會產生虛假異常。

（3）組合長方體模型重力異常邊界分析

1、計算出多個長方體的重力異常，并繪制其平面等值線圖

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

輸出文件為muti-model_，平面等值線圖如下：

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

輸出文件為muti-model_

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

輸出文件為muti-model_

2、利用Surfer軟件求水平一階方向導數

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

SN first derivative:

EW first derivative:

NE first derivative:

SE first derivative:

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

SN first derivative:

EW first derivative:

NE first derivative:

SE first derivative:

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

SN first derivative:

EW first derivative:

NE first derivative:

SE first derivative:

3、利用Surfer軟件計算水平總梯度，分析模型邊界信息

Muti-Model_1:(Model 1+Model 2)

Muti-Model_2:(Model 1+Model 3)

Muti-Model_3:(Model 1+Model 2+Model 3)

（4）組合球體磁異常分析

假設組合球體模型位于武漢地區（磁化傾角45°，磁偏角0°），地面水平，且不考慮

剩磁

假設有這樣三個磁性球體：

---磁性球體1

--X點坐標 0 m

--Y點坐標 0 m

-- 中心埋深 50 m

-- 半徑 20 m

-- 磁化率 0.2

---磁性球體2

--X點坐標 -30 m

--Y點坐標 -30 m

-- 中心埋深 10 m

-- 半徑 3 m

-- 磁化率 0.2

---磁性球體3

--X點坐標50 m

--Y點坐標50 m

-- 中心埋深 10 m

-- 半徑 3 m

-- 磁化率 0.2

在200*200的區域分布，如下圖所示：

1、計算出球體Ha，Za和ΔT異常，并將結果導出為GRD格式

利用老師所給matlab程序，將組合球體Ha，Za和ΔT異常依次導出結果記錄為

muti_sphere_ , muti_sphere_ , muti_sphere_ .

2、利用Sufer軟件繪制磁異常平面等值線圖

muti_sphere_ :

muti_sphere_ :

muti_sphere_ :

3、利用Surfer軟件滑動平均法，分離大小球體異常

對Ha異常處理：

對Za異常處理：

對deltaT異常處理：

（5）球體磁異常分量轉換與化極處理

假設地磁傾角為45度，地磁偏角為0度，地面水平，不考慮剩磁。

1、計算單個斜磁化球體的Ha，Za和ΔT異常

假設有這樣一個磁性球體：

---磁性球體

--X點坐標 0 m

--Y點坐標 0 m

-- 中心埋深 50 m

-- 半徑 20 m

-- 磁化率 0.2

在200*200的區域分布，如下圖所示：

利用老師所給的matlab程序計算單個磁性球體的異常，分別輸出

, , 。

對應的圖像如下：

:

:

:

2、頻率域分量轉換處理：由ΔT計算出Za和Ha

根據老師給的mm_fft.m 程序,我又做了修改，增加了兩個選項，

將處理后的結果依次導出為deltaT_trans_Za和deltaT_trans_Ha。

3、正演計算結果與分量轉換結果的圖形繪制與比較

Za和deltaT_trans_Za：

Ha和deltaT_trans_Ha：

上圖中第一幅圖為正演計算結果所繪圖像，第二幅圖為經過頻率域分量轉換處理所

繪圖像。從圖像中可以看到經過傅里葉變換后邊界存在的震蕩效應。這也是傅里葉變換

再大的問題，從傅里葉本身的算法理論上，這個是不可避免的。

4、頻率域化極處理：對ΔT進行化極，并與垂直磁化結果進行對比。

將muti_sphere文件中的magGI改為90，運行輸出文件verti_deltaT。

上圖中第一幅圖為垂直磁化結果所繪圖像，第二幅圖為經過化極所繪圖像。從圖像

中可以看到經過傅里葉變換后邊界存在的震蕩效應，通過合適的擴大背景場區域或做一

個擴邊可以和正演結果更為接近。

（6）衛星重力異常的處理與解釋

The location of Earth

S:16-26 W:8-18

The picture of Google Earth

1、利用下載的衛星重力異常和海底地形，網格化處理，并繪制等值線圖

將下載的數據cgi格式的文件轉換成txt文件，然后直接用sufer進行網格化。將網格化

文件分別記錄為和。然后繪制等值線圖。

：

：

2、海底地形校正，得到布格重力異常，并繪制等值線圖

根據布格校正公式BA = FA - 0.0419 * ( 1.64 * Dw)（其中FA為自由空間重力異常，BA

為布格重力異常，Dw為海底深度，向上為正），利用surfer中Math代入公式，輸出文件

。然后繪制等值線圖。

3、布格重力異常解析延拓

首先要對做一個轉換處理，變成sufer6 ,命名為convert 。將布格

重力異常導入Matlab，分別求1km，2km，5km，10km，20km，50km，并保存計算結果。

將延拓后前后的圖像進行對比，第一幅為延拓前，第二幅為延拓后。

BA_UC_:

BA_UC_:

BA_UC_:

BA_UC_:

BA_UC_:

4、利用向上延拓方法，實現布格重力異常位場分離

通過3中圖像的對比，可以將向上延拓5km和10km得到重力異常作為區域場，然后

再求取局部異常，從而實現重力異常位場分離。下圖第一個圖為原圖像，第二個圖為通過延

拓得到的背景場，第三個為局部異常。

延拓5km作為背景場：

延拓10km作為背景場：

5、求布格重力異常一階水平方向導數，繪制光照影像圖，并分析斷裂體系

利用sufer軟件，對進行處理，分別作SN、NE、WE、SE方向的倒數，分別將輸出

文件記為Bouger_DD_ , Bouger_DD_ , Bouger_DD_ ,

Bouger_DD_。繪制等值線圖和光影圖。

Bouger_DD_ ：

Bouger_DD_ ：

Bouger_DD_ ：

Bouger_DD_ ：