成都理工大學(xué)層析成像實驗報告概論

1、/才聲Z乂庶本 科生實驗報告實驗課程地球物理層析成像學(xué)院名稱地球物理學(xué)院專業(yè)名稱勘查技術(shù)與工程學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號指導(dǎo)教師曹俊興實驗地點5417實驗成績二。一五年三月二。一五年四月在學(xué)習(xí)了地球物理層析成像之后，收獲了很多專業(yè)知識，比如學(xué) 生 實 驗 心學(xué)會了利用層析成像的手段反演出地下地質(zhì)體的異常，同時也學(xué)會 了利用我們的專業(yè)知識解決不同的地質(zhì)問題。程序語言作為一種工 具一方面起到了輔助作用，另一方面我們也學(xué)會了一種思維方式， 如何設(shè)計程序，如何用程序解決我們的復(fù)雜問題。在今后的學(xué)習(xí)工 作當(dāng)中，進一步拓寬思路，勇于創(chuàng)新，能夠獲得更多的知識。得學(xué)生（簽名）：指 導(dǎo) 教 師 評 語成績評定：指導(dǎo)教師（

2、簽名）：年 月 日2015年4月 28日地震走時層析成像實驗地球物理正反演概論課程結(jié)業(yè)報告學(xué)號：201205060423姓名：馬力衡專業(yè)：勘查技術(shù)與工程手機要運用c語言程序，正演得到地震走時和射線在傳播過程中經(jīng)過離散化處理單元格 內(nèi)的距離。通過反演程序反演出地下異常速度值，將反演所得速度值成圖與原始 速度成圖進行比較，得出結(jié)論。離散化處理模型建立，單邊激發(fā)，四邊激發(fā)直射 線正演，單邊激發(fā)，四邊激發(fā)反演異常值，用代數(shù)重建算法迭代慢度矩陣對單邊, 四邊激發(fā)進行迭代。關(guān)鍵詞：離散化反演迭代第1章地震走時層析成像實驗*3.0*3.03.0夜)3.0-%3.0*3.03.03.

3、03.03.03.03.03.03.0 ；*3.03.05.03.03.03.03.03.03-0 i*303.05.03.03.03.03.03.03.0*30303.03.03.03.03.03.03.0,3.03.03.03.03.03.03.03Q*3.03.03.03.03.03.03.03.03.0*3.03.03.03.03.03.03.03.01 3.00*3.03.03.03.03.02.02.03.03-013.03.03.03.03.03.03.03.03.0*3.03.03.03.03.03.03.03.03.03.0 3.03.0 3.0L3.03.0 3.0 3.0

4、 實驗內(nèi)容單元數(shù)：9x12單元邊長：3.0 x5. 0m參數(shù):速度 km/s)實驗一：單邊激發(fā)單邊接收(左發(fā)右收)數(shù)據(jù)：12 x 12實驗二：四邊激發(fā),四邊接收(每邊設(shè)置4個激發(fā)點.在其它 三邊所有接收點接收：上下兩邊 的激發(fā)點位置參見紫色匿叉圖標(biāo) 所示；直立兩邊的激發(fā)點位置參 見藍色星狀圖標(biāo)所示)數(shù)據(jù)：4x(4x12)+2x(4 x 9)+ 2 x(4 x12)+ 4x(4 x 9)直射線正演：使用直射線追蹤方法計算走時的正演；分塊均勻模型單邊激發(fā)正演程序：Sinclude Sinclude void main()(int v12 9;int m, n, i, j;FILE *fpO;fpO

5、=fopen(“速度.txt, r);for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j9;j+)fscanf (fpO, %d”, &vi j);double b12; 截距；double xl 12 12; /斜率;double y_jf 12, y_js12;激發(fā)點與接收點的縱坐標(biāo) for(i=0;i12;i+)(y_jf i=L 5+3. o*i；激發(fā)點點坐標(biāo)的方程for(j=0;j12;j+)y_jsj=1.5+3. 0*j;接收點坐標(biāo)的方程 xli j = (y_jsj-y_jf i)/(45-0);斜率 printfC%fn, xlij);for(i=0;i12;i+)(bi=L

6、5+i*3;每條射線截距)以上在求射線的斜率和射線在縱軸上的截距double ft_t=O. 0;每一格的時間；double fl12 12 12 9; 每一格射線的長度;double Time12 12;每條射線的時間；double X0,Y0;第一個點坐標(biāo)；double XI, Y1;第二個點坐標(biāo)；double x_0, x_l,y_0, y_l; /判定的 x, y;double xO, xl, yO, yl;小格的邊界；FILE *fp_ds;fp_ds=fopen(每一小格的距離.dat, w);for(i=0;i12;i+) (for(j=0;j12;j+)Timeij=0.0;f

7、or (n=0;n12;n+)(for(m=0;m9;m+)(fli j n m=0;x0=5*m;xl=x0+5;y0=3*n;yl=y0+3;y_O=Xlij*xO+bi;if(y_0=y0)X0=x0;Y0=y_0;y_l=xlij*xl+bi;if (y_K=yl)& (y_l=y0) (Yl=y_l;Xl=xl;elsex_l=(yO-bi)/xli j;if(x_l=xO)(Yl=yO;XI=x_l;else(x_l=(yl-bi)/xlij;Xl=x_l;Yl=yl;)flijnm=sqrt(Xl-XO)*(Xl-XO)+(Yl-YO)*(Yl-YO);) else (y_l=x

8、lij*xl+bi;if(y_l二yl&y_l=yO) (Xl=xl;Y1=y_l;x_O=(yO-bi)/xlij;if(x_0=x0)(X0=x_0;YO=yO; else (x_O=(yl-bi)/xlij;X0=x_0;YO=yl;flijnm=sqrt(Xl-XO)*(Xl-XO) + (Yl-YO)*(Yl-YO); )elsex_O=(yO-bi)/xlij;int i, j, m, n;if(x_O=xO)XO=x_O;YO=yO;x_l=(yl-bi)/xlij;XI=x_l;Yl=yl;flijnm=sqrt(Xl-XO)*(Xl-XO)+(Yl-YO)*(Yl-YO);)

9、else flijnm=O. 0;)fprintf(fp_ds, *%f , flijnm);Timei j+=fl i j nm;每個單元格的走時；printf(z，%d ”, vn m);射線傳播的總時間)fprintf(fp_ds, n);)以上判定射線存在的單元格情況FILE *fpl;fpl二fopen(走時.txt, w);for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)(fprintf(fpl, Timeij);)/fprintf (fp, Vn);以上得出走時并寫入txt文件中輸出1.1.1.2四邊激發(fā)正演程序；ftinclude#include#included

10、ouble funfpol(double xl,double b,FILE *fp,FILE *fpl)double fl129;double XO, YO;double XI, Yl；double xO,xl,yO,yl;double x_0, x_l, y_0, y_l;double v129, Time=0. 0;for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j9;j+)(vij=3.0;v2 2 =5.0;v3 2 =5.0;v8 5 =2.0;v8 6 =2.0;for(n=0;n12;n+)(y0=3*n;yl=y0+3;for(m=0;m9;m+)(fl nm=0. 0;x0=

11、5*m；xl=x0+5;y_0=xl*x0+b;if(y_0=y0)X0=x0; Y0=y_0;y_l=xl*xl+b;if(y_l=yO)Yl=y_l;Xl=xl;)else(x_l=(yO-b)/xl;if(x_l=xO)(Yl=yO; XI=x_l;)else(x_l=(yl-b)/xl;XI=x_l;Yl=yl;)fln m =sqrt(Xl-XO)*(Xl-XO) + (Yl-YO)*(Yl-YO);)else(y_l=xl*xl+b;if(y_l=y0)(Xl=xl; Yl=y_l;x_0=(y0-b)/xl;if(x_0=x0)X0=x_0; YO=yO;elsex_0=(yl-

12、b)/xl;XO=x_O; YO=yl;)flnm=sqrt(Xl-XO)*(Xl-XO)+(Yl-YO)*(Yl-YO);else(x_0=(y0-b)/xl;if(x_0=x0)(XO=x_O; YO=yO;x_l=(yl-b)/xl;Xl=x_l; Yl=yl;flnm=sqrt(Xl-XO)*(Xl-XO)+(Yl-YO)*(Yl-YO);)fprintf (fp, z，%f ”, fl n m);Time+=flnm/vnm;fprintf(fp, Xn*);fprintf (fpl,，z%fn , Time);return 0;)void main()(int i, j;以下是讀取

13、原始速度值FILE *fp=fopen(每個單元格的距離.txt，w)，*fpl=fopen (時間.txt，w)；double x_jf 4 = 0. 0, y_jf 4;左側(cè)激發(fā)點坐標(biāo)double x_js4 = 0. 0, y_js4;右側(cè)激發(fā)點的坐標(biāo)double X_jf 4, Y_begin4 = 0. 0;上下激發(fā)點坐標(biāo)double X_end4, Y_js4 = 0. 0;下頂下激發(fā)點坐標(biāo) for(i=0;i4;i+)(for(j=0;j4;j+)(y_jfi=7. 5+6*i;x_jsj=45. 0;y_jsj=7. 5+6*j;X_jfi=7. 5+10. 0*i;X_end

14、j=7. 5+10. 0*j;Y_jsj=36.0;Jdouble x_zuo12 = 0. 0, y_zuo12;左側(cè)接收點坐標(biāo)double x_you12 = 0. 0, y_you12;右側(cè)接收點坐標(biāo) double x_shang9, y_shang9 = 0. 0;上側(cè)接收點坐標(biāo) double x_xia9, y_xia9 = 0. 0;下側(cè)接收點坐標(biāo) for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j9;j+)x_youi=45. 0;y_zuoi=l. 5+3*i;y_youi=l. 5+3*i;y_xiaj=36. 0;x_shangj=2. 5+5*j；x_xiaj=2. 5+

15、5*j;)左側(cè)激發(fā)double xl_zuol;double b_zuol;左側(cè)激發(fā)時截距double xl_zuo2;double b_zuo2;左側(cè)激發(fā)時截距double xl_zuo3;double b_zuo3;左側(cè)激發(fā)時截距for(i=0;i4;i+)(for(j=0;j9;j+)(xl_zuo1=(y_shangj-y_j fi)/(x_shangj-x_j fi);b_zuol=10. 5+6*i;funfpol( xl_zuol, b_zuol, fp, fpl);xl_zuo3=(y_xiaj-y_jfi)/(x_xiai);b_zuo3=10. 5+6*i;funfpol

16、( xl_zuo3, b_zuo3, fp, fpl);Jfor(i=0;i4;i+)(for(j=0;j12;j+)xl_zuo2=(y_youj-y_jfi)/(x_youj一x_j fi);b_zuo2=10. 5+6*i;funfpol( xl_zuo2, b_zuo2, fp, fpl);)右側(cè)激發(fā)double xl_youl;doub 1 e b_you 1; 右側(cè)激發(fā)時截距double xl_you2;double b_you2;右側(cè)激發(fā)時截距double xl_you3;doub 1 e b_you3; 右側(cè)激發(fā)時截距for(i=0;i4;i+)(for(j=0J9;j+)(x

17、l_youl=(y_shangj-y-jsi)/(x_shangj-x_j si);b_you1=y_jsi-xl_you1*x_jsi;funfpol (xl_youl, b_youl, fp, fpl);xl_you3= (y_xia j-y_js i)/(x_xiaj-x_jsi);b_you3=y_jsi-xl_you3*x_jsi;funfpol(xl_you3, b_you3, fp, fpl);)for(i=0;i4;i+)(for(j=0;j12;j+)(xl_you2=(y_zuoj-y_jsi)/(x_zuoj-x_jsi);b_you2=y_jsi-xl_you2*x_j

18、si;funfpol(xl_you2, b_you2, fp, fpl);上側(cè)激發(fā)double xl_shangl;double b_shangl;上側(cè)激發(fā)時截距double xl_shang2;double b_shang2;上側(cè)激發(fā)時截距double xl_shang3;double b_shang3;上側(cè)激發(fā)時截距for(i=0;i4;i+)(for(j=0;j12;j+)(xl_shangl=(y_zuoj-Y_begini)/(x_zuoi);b_shangl=Y_begini-xl_shangl*X_jfi;funfpol(xl_shangl, b_shangl, fp, fpl)

19、;xl_shang2=(y_youj-Y_begini)/(x_youj-X_jfi);b_shang2=Y_begini-xl_shang2*X_jfi;funfpol(xl_shang2, b_shang2, fp, fpl);)for(i=0;i4;i+)(for(j=0;j9;j+)(if(x_xiaj=X_jfi)(xl_shang3=INT_MAX;b_shang3=Y_begini-xl_shang3*X_jfi;elsefor(j=0;j9;j+)xl_shang3= (y_xiaj-Y_begini)/ (x_xiai);b_shang3=Y_begini-xl_shang3

20、*X_jfi;)funfpol(xl_shang3, b_shang3, fp, fpl);)下側(cè)激發(fā)double xl_xial;double b_xial;下側(cè)激發(fā)時截距double xl_xia2;double b_xia2;下側(cè)激發(fā)時截距double xl_xia3;double b_xia3;下側(cè)激發(fā)時截距for(i=0;i4;i+)(for(j=0;j12;j+)(xl_xial=(y_zuoj-Y_jsi)/(x_zuoj-X_endi);b_xial=Y_jsi-xl_xial*X_endi;funfpol( xl_xial, b_xial, fp, fpl);xl_xia2=

21、(y_youj-Y_jsi)/(x_youj-X_endi);b_xia2=Y_jsi-xl_xia2*X_endi;funfpol(xl_xia2, b_xia2, fp, fpl);)for(i=0;i4;i+)i f (x_shang j =X_end i)xl xia3=INT MAX;b_xia3=Y_jsi-xl_xia3*X_endi;else(xl_xia3=(y_shangj_Y_jsi)/(x_shangj-X_endi);b_xia3=Y_jsi-xl_xia3*X_endi;funfpol(xl_xia3, b_xia3, fp, fpl);)1.1.2 反演(矩陣方程

22、求解)：單邊激發(fā)反演程序；ftinclude#include void main() (double rO, dO1212129, al, a2, Timel212, md129;int N, i, j, n, m;double M129;double wucha12 12 = 0. 0;反演誤差FILE *fp7, *fp8, *fp9, *fp10;fp7=fopen(每一小格的距離.dat”, r)；fp8=fopen (走時.txt, r);fplO二fopen(不為零的個數(shù).txt，w)；for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)(for(n=0;n12;n+)(

23、for(m=0;m9;m+)fscanf(fp7, %lf ”, &d0ijnm);for(j=0;j9;j+)/*for(i=0;i12;i+)(for (尸0;j12;j+)(for (n=0;n12;n+)(for(m=0;m9;m+)printf (/z%5. 21fn，dOi j n m);)水/for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)fscanf(fp8, STimeij);)/*for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)(printf (zz%5. 61fn, Timei j);水/for (n=0;n12;n+)(for (m:=0;m

24、9;m+)(Mn m=0.0;mdn m =0. 0;) for (n=0;n12;n+) (for(m=0;m9;m+)for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)(if(dOijn m!=0)Mn m+=l;算出系數(shù)矩陣中每一列不為零值的數(shù)的個數(shù))fprintf(fplO, Mnm);)N=0; 迭代次數(shù)10000次計算誤差while(N10000)(for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)r0=0. 0;for (n=0;n12;n+)(for (m:z0;m9;m+)r0+=d0ijnm*mdnm;wuchaEi j = (Timei j-rO)

25、;/printf wuchaEi j);)重建算法迭代慢度矩陣for(m=0;m12;m+)(for (n=0;n9;n+)(al=0. 0;a2=:0. 0for(i=0;i12;i+)(for(j=0;j12;j+)(al+=d0ijmn*d0ijmn;a2+=(wuchaij m n);)mdmn+=a2/(al*Mmn);)N+;以txt格式輸出最后數(shù)據(jù)fp9=fopen (最終結(jié)果.txt，w);for(i=0;i Figure 1FileEditView InsertToolsDesktopWindowHe IpMBMBMB S。端|Q|%二等夏說縣| 口目| 口也迭代伯次100次

26、2.935739 3.2812253. 111551 2. 336008 3. 658779 2. 551901 3. 316450 3. 458434 2. 8662933. 048761 3.0958812. 813202 2. 569809 3. 645845 2. 738465 3. 239735 3. 093387 2. 9846862. 950545 3.1712883.618861 3. 042182 3. 629389 2. 830167 3. 151999 3.019176 3.0103132. 930405 3. 1031313. 672115 3. 252944 3. 3

27、64247 2. 975754 3. 091184 2. 991957 3. 0063282. 937960 2. 9369752. 730594 3. 053914 3. 260941 3. 084954 3. 071011 3. 028878 2. 9228312. 879351 2. 9399442. 898927 2.913109 3. 212950 3. 122887 3. 105629 3. 108858 2. 8470062. 831008 2. 9853592. 967733 2. 898719 3. 103858 3. 145873 3. 206954 3. 138705 2

28、. 7978112. 798233 2. 9621103. 009536 2. 934635 2. 972843 3. 152150 3. 475847 2. 976618 2. 7961062. 809070 2.9235133.018924 2. 928858 2.918971 2. 133096 2.234360 2. 786387 2. 8552692. 843132 2. 8710103. 098449 2. 664298 3.431973 3. 169985 3. 347160 2. 794868 2. 8956092. 880881 2. 9707202.945991 2.611

29、897 3. 752789 2. 851127 3. 353616 2. 990678 2. 8859622. 806888 3.2828453. 145242 2. 354578 3. 746505 2. 659282 3.394118 3. 386711 2. 751432成圖;1000 次2.9527533. 1723992.9482422.4681173.8310072. 646069 3. 163270 3. 359202 2. 8659572.9818863. 1287042.6494502.7545473. 7410132.715717 3.206425 3.149545 2.9

30、394712.9654693. 1104583. 8760022. 9724663. 5038222. 914696 3. 102020 3. 0673292.9685012.9526013. 0718773.9486603.0178513.4121273. 0044563. 0878823. 0248392. 9716942.9417153.0089302.6815413.0111923.2770463. 0939503.1042293.0110642.9396562.9105602.9712332.8044052.9713813.1650863. 1378013.1714213.01158

31、12. 8978472. 8723762.9600322.9109502.9404373. 0750383. 1578023.2677352.999200 2.8648342.8397902.9442683. 0002062.9220483.0031373. 1683153.3884512.9450332.8540082.8184982.9353303. 0434502.8914243. 0272522. 0701652.1874282.9088172.8503462.8116862.9398483. 0595172. 7719963.2891983. 0414193. 4458422.915

32、0242.8414822.8116652.9622583.0568542.6402313.6801222. 9053643.4022392.9592432.8288222.8013472.9952373. 1094192.5153854.0051262.8450643. 303550 3. 0295942.809051迭代10000次2.9996383. 1001652. 665187 2. 630206 4. 133789 2. 894126 2. 850578 3.217386 2. 9448792.9779283. 0977792.6200222.8165373. 6505672. 92

33、24043.036146 3.124486 2. 9488322.9570583. 0757244.1072782.8654033.4884362. 9996443. 0595193.0872552.9400882.9332463. 0527204.2102612. 9083633. 3558883. 0513293. 0999433.0565872.9299202.9130013. 0305842.7440812.9434303.2382453. 0963223. 1485893.0277002.9158262.8912263.0111132. 7938442. 9659993.151931

34、3. 1247473.2058333.0042232.8991072.8715762.9916312.8480552.9674833. 106060 3. 1294893. 2700392.9831812.8819322.8541682.9719852.9063222.9465233.1009673. 1101683. 3404442.962240 2. 8667602.8358812. 9561242.9639512.9105863.1312592.0321512.175356 2.945506 2.8500282.8206082. 9394463. 0200672.8636013.1960

35、793. 021726 3. 488907 2.926017 2. 8350352. 8080052.9166073.0786922.7962583.3353132. 939619 3.569501 2.906135 2.8226712. 8021352. 8763523.2067612.5673303.9850212.752465 3.596445 2. 889599 2.811198100000 次2.9796623. 1232972. 5793382. 7150484.1748832.8557512.915260 3.125875 2. 9802532.9615283. 1023442.6199582.9180083. 3973423.