3D高密度反演程序說明

3D高密度電法反演程序3DRESver.2.2forWIN98/Me/2000/XP/2003使用說3DRES快速3-D電阻率&IP反演，使用最小二乘法；全中文操作界面，所有功能、操作說明都集成在對話框各提示框中，使你不需看說明書即可理解各項參數(shù)的意義及使用方法；支持的排列有溫納系列，三極、單-單極，雙偶極，赤道雙偶極等多種；支持視電阻率、電阻率、激電（時間域視極化率、頻率域相位角、金屬因子、頻比率等）內(nèi)置地形改正功能，數(shù)據(jù)中包含地形數(shù)據(jù)時，程序?qū)⒆詣幼鞯匦胃恼?，結(jié)果可以帶高程顯示；特有的水下、水面、水陸解釋功能；支持大網(wǎng)度三維勘探；多種格式兼容、轉(zhuǎn)換，幾何可以讀取國內(nèi)、外所有主要儀器輸出數(shù)據(jù)；多種反演參數(shù)、反演方法，可讓程序按你的要求得出最真實的結(jié)果；完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控、檢測功能，能保證不讓非法、錯誤或可疑的數(shù)據(jù)參與反演；多種結(jié)果顯示方式，能讓你從不同角度了解、分析反演結(jié)果；一切為結(jié)果的真實性考慮，是現(xiàn)有此類軟件中最優(yōu)秀的反演解釋系統(tǒng)；配有相應(yīng)的正演模型軟件，可以為你工作裝置及方法的選擇提供幫助，和進行三維電成像研究。簡介3DRES用于處理三維電阻率成像測量(LiandOldenburg1992,Whiteatal.2001)數(shù)據(jù)，它能根據(jù)所測數(shù)據(jù)自動形成三維電阻率模型。在這類測量中，電極按矩形網(wǎng)格排列(圖1)。需要強調(diào)一點，三維電成像測量并不僅僅是由一系列二維數(shù)據(jù)迭加而成，而是成熟的三維反演方法，有它自身的應(yīng)用特點。實際工作中使用的主要三維電極排列，如pole-pole,pole-dipole和dipole-dipole等的情況在附錄A,B和C中有較詳細的說明。在有關(guān)的電成像測量教程(Loke2002)中也可找到相關(guān)資料。上面列出的幾種排列是三維電成像測量中經(jīng)常使用的排列，其他排列因為有效數(shù)據(jù)覆蓋范圍較少而很少使用。當計算機擁有1.5GBRAM時，本程序支持的網(wǎng)度可達到77X77(或5929)個電極點位！圖1.一個三維電成像測量的排列示意圖。安裝軟件當您拿本軟件光盤后，運行Setup.exe，將軟件安裝至C:\3DRES目錄中，插入USB加密鎖后，雙擊3DRES.EXE即可運行該二維高密度電法反演程序。3DRES是一個32-bitWindows程序，運行在Windows95/98/XP/NT系統(tǒng)下。要求最小內(nèi)存大小為32MB,如果具備64MB或128MB內(nèi)存，其性能可以達到更好的發(fā)揮。要求至少200MB硬盤空間，以用于程序臨時文件的存儲。推薦使用的屏幕分辯率為800X600，或1024X768，或1280X1024，顯示卡為256色SVGA圖形卡。如果你使用16-bit或24-bit位的SuperVGA圖形卡，你應(yīng)該將其設(shè)置為256(8-bit)色模式，在這一模式下程序運行速度更快。如果計算機性能較差，在運行3DRES時請關(guān)閉其它對內(nèi)存占用較大的程序，如Word、CAD等。文件清單安裝包中應(yīng)該包含了以下文件：3DRES.EXE主反演程序ROOTS7.DAT網(wǎng)度為7X7野外實測數(shù)據(jù).SEPTIC.DAT在化糞池(septictan)場地上以8X7網(wǎng)度測得的野外數(shù)據(jù)PIPE3D.DAT在地下管道(pipe)場地上以8X9網(wǎng)度測得的野外數(shù)據(jù)GRID7X7.DAT網(wǎng)度為7X7模型數(shù)據(jù),單極-單極排列(Pole-pole)BLK15PPL.DAT網(wǎng)度為15X15模型數(shù)據(jù),單極-單極排列(Pole-pole)BLK15PDP.DAT網(wǎng)度為15X15模型數(shù)據(jù),單極-偶極排列(Pole-dipole)。BLK15DDP.DAT網(wǎng)度為15X15模型數(shù)據(jù),偶極-偶極排列(Dipole-dipole)。MODEL3IP.DAT包含電阻率和激電(IP)數(shù)據(jù)的實例。GRID8X8.DAT網(wǎng)度為8X8模型數(shù)據(jù),單極-單極排列(Pole-pole)。MOD3DFIX.DAT某一模型電阻率斷面由用戶固定的實例數(shù)據(jù)。BLOCK26W.DAT一個溫納(Wenner)排列的例子。BLOCK26S.DAT一個溫納施侖貝爾排列的例子。BLOCK11T.DAT一個包含地形數(shù)據(jù)的例子3DRES.HLP原理簡述幫助文件本軟件所使用的反演程序是基于圓滑約束最小二乘法，使用了基于準牛頓最優(yōu)化非線性最小二乘法的新算法。使得大數(shù)據(jù)量下的計算速度較常規(guī)最小二乘法快10倍以上且占用內(nèi)存較少。圓滑約束最小二乘法基于以下方程：(J'J+uF)d=J'g其中F=fxfx'+fzfz'fx=水平平滑濾波系數(shù)矩陣fz=垂直平滑濾波系數(shù)矩陣J=偏導(dǎo)數(shù)矩陣J'=J的轉(zhuǎn)置矩陣u=阻尼系數(shù)d=模型參數(shù)修改矢量g=殘差矢量這種算法的一個優(yōu)點是可以調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)和平滑濾波器以適應(yīng)不同類型的資料。反演也可以使用常規(guī)高斯一牛頓法，每次迭代后重新計算偏導(dǎo)數(shù)的雅克比(Jacobian)矩陣。它的反演速度比準牛頓慢得多，但在電阻率差異大于10:1的高電阻率差異地區(qū)，效果要稍好一些，反演逼近也可以在第二或第三次迭代以前，使用高斯－牛頓法，然后使用準牛頓法，在許多情況下，這提供了一個最佳折衷選擇。除平滑約束法外，其它的反演方法也效。用戶可以選擇直接對模型電阻率使用平滑約束法，這樣能夠提供一個最優(yōu)的平滑模型（看第8部分）。.另外，在某些情況下，例如模型邊界值突變劇烈時，還可以使用強制模型反演法。無論如何，反演方法的選擇不能千遍一律，應(yīng)根據(jù)所測數(shù)據(jù)的實際情況來選擇。程序?qū)⒌叵码娦泽w分成許多小的矩形棱柱體，即模型單元塊，并盡量計算確定各棱柱體的視電阻率值，使其與觀測的視電阻率值保持最小的差值。圖2a顯示了一種可能的劃分方式。這里，頂部層每一棱柱上面的每一個角都有一根電極。除此之外，本程序還支持另外兩種劃分方式。其中一種方式是對上部幾個層沿水平方向按電極的半寬度劃分棱柱體，如圖2c所示，第三種方式是對上部幾個層沿水平和垂直方向按電極的半寬度劃分棱柱體，如圖2b所示。因為電阻率法的分辯率隨深度的增加迅速減少，經(jīng)驗表明，對模型塊的再次劃分僅對頂部兩層有益，在大多數(shù)情況下，僅對頂部層進行再次劃分即可。在細分模型塊后，模型的參數(shù)和計算所需時間都將顯著增加。圖2反演中使用的模型。（a）標準模型，單位矩形塊的大小與X和Y方向的單位電極大小相同。（b）再分模型，頂部幾層的單位矩形塊按水平和垂直方向平分。（c）再分模型，頂部幾層的單位矩形塊按水平平分。最優(yōu)化方法通過調(diào)整模型塊電阻率來盡量減少計算與觀測視電阻率之間的差異。這種差異以均方根（RMS）誤差來表示。實際上，具有最小RMS值的模型有時顯示較大的、不實際的電阻率值，因而具有最小RMS誤差的模型并不一定是與實際情況最按近的模型。通常地，最保守的模型應(yīng)該是選擇每次迭后RMS的改變不明顯時的模型，這一般在第4至5次后迭代后即可達到。一、反演的一般步驟1、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換使用電法儀自帶的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序，將采集的數(shù)據(jù)保存位RES3DINV格式，2、運行本軟件點擊C:\3DRES目錄里的3DRES.EXE即可運行。3、輸入數(shù)據(jù)點擊“文件”一＞“讀數(shù)據(jù)文件”，選中轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)（.dat）。4、反演點擊“反演”一＞“執(zhí)行反演”，提示保存將要得到的反演結(jié)果（.inv）后，本軟件便

開始用默認反演參數(shù)進行反演，在屏幕最下面會顯示反演進程。依據(jù)數(shù)據(jù)量大小、反演參數(shù)不同以及計算機硬件配置好壞，反演需要花幾分鐘?十幾分鐘，請耐心等待。反演完畢后，會提示是否增加迭代次數(shù)，程序默認迭偉次，如無需繼續(xù)迭代，請輸入0。5、保存反演圖件點擊“輸出”一＞“保存為BMP或PCX文件”，這些格式文件可由如photoshop等圖像編輯軟件打開并編輯（如加入標注），然后輸入到打印機。6、打開反演結(jié)果點擊“顯示”一＞“顯示反演結(jié)果”即可進入結(jié)果顯示窗口，點擊“文件”一＞“打開反演結(jié)果”即可打開先前保存的反演結(jié)果（.inv），點擊“顯示”一＞“顯示反演結(jié)果”即可顯示該反演結(jié)果。7、三維圖像格式輸出本軟件可根據(jù)反演結(jié)果生成各類三維圖像，以Slicer/Dicer為例，在結(jié)果顯示窗口中，打開反演結(jié)果ROOTS7.inv—＞點擊“文件”—＞“輸出為Slicer/Dicer格式”一＞輸出文件類型選“*.gm”即ROOTS7.gm。運行C:\3DRES\SlicerDicer\Dicer.EXE，點擊“file”一>“open”一>剛才保存的“ok”一＞將ROOTS7窗口最大化一＞點擊工具欄上的—＞調(diào)整窗口比例系數(shù):反演結(jié)果圖示—＞“ok”一＞將ROOTS7窗口最大化一＞點擊工具欄上的—＞調(diào)整窗口比例系數(shù):反演結(jié)果圖示—＞將鼠標移到方塊模型內(nèi)即可畫出該位置的電阻率面。該軟件三維成像功能強大，請用戶耐心研究。二、各菜單功能介紹1）“文件”菜單當你選擇了“文件”選項后，將會出現(xiàn)以下子菜單項:00000000EHSDRESver.2.2ForWin^S/2000/KP文件㈢設(shè)置?反漓①顯示?幫助(出退出?讀數(shù)據(jù)文件蝙緝數(shù)據(jù)導(dǎo)亦I格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入2序格式數(shù)據(jù)導(dǎo)A.B苗格式數(shù)菇導(dǎo)入CampusIMAGER格式數(shù)據(jù)5A54000if§式數(shù)據(jù)導(dǎo)入dBEMLUND格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入苴犧榕式數(shù)據(jù)改變緩存盤運行苴它程序退出本程序讀數(shù)據(jù)文件：當選擇該項后，當前目錄下擴展名為DAT的文件將會被列出。假定被列出文件的數(shù)據(jù)格式符合本程序要求，如果不是這樣，你應(yīng)該用相關(guān)軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成滿足本程序要求的格式。你可以選擇需要反演的數(shù)據(jù)文件，或者改變路徑重新選擇。視電阻率數(shù)據(jù)文件是以ASCII文本文件保存，可以利用通用文本編輯器修改、輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)間可以用逗號、空格分隔，本程序要求數(shù)據(jù)按一定格式組織。如果讀取數(shù)據(jù)時出現(xiàn)問題，其原因一般是數(shù)據(jù)格式有錯。基本的格式以文件R00TS7.DAT為例說明如下:RCCTS7DAT數(shù)據(jù)文件說明garden-square-0.5m|標題|x向格網(wǎng)值|y向格網(wǎng)值0.50.52467|x向單位電極距|y向單位電極距|排列種類，輸入2表示是單極-單極(pole-pole)排列|數(shù)據(jù)總個數(shù)0.000.000.500.00350.46|每一個數(shù)據(jù)點的信息。依次為:0.000.001.000.00398.05|供電極x-和y-位置，0.000.001.500.00424.08|測量電極x-和y-位置0.000.002.000.00413.83|視電阻率值0.000.002.500.00373.76||其它數(shù)據(jù)點||隨后用幾個0作結(jié)束標志在當前坐標設(shè)置中，左上角坐標為(0.0,0.0).對單極-偶極(pole-dipole)排列，首先是A電極的x,y位置，隨后是M極的x,y位置，然后是N極度x,y位置，文件BLK15PDP.DAT是一個單極-偶極(pole-dipole)排列數(shù)據(jù)格式的例子，注意電極排列種類序號是6。偶極-偶極(dipole-dipole)排列，數(shù)據(jù)點表示順序為：A極x,y位置，B極x,y位置，M極x,y位置，N極x,y位置。文件BLK15DDP.DAT是一個偶極-偶極(dipole-dipole)排列數(shù)據(jù)格式的例子，注意電極排列種類序號是3。如果測量數(shù)據(jù)中要包含地形信息，每根電極對應(yīng)的高程應(yīng)緊跟數(shù)據(jù)點后輸入。BLOCK11T.DAT是這方面的一個例子，其網(wǎng)度為11X11，其格式見下面的說明。BLOCK11T.PPL文件說明8.00010.00010.00010.000113.3131|最后兩個點電阻率值9.00010.00010.00010.000102.7262|Topography|“topography"表明包含了地形信息t2|x-和y-坐標類型0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|按網(wǎng)格排列的電極高程。0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|行為X方向0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|單詞"Topography"必須輸入，并且要緊跟最后一個視電阻率數(shù)據(jù)點，下一個值“2”表示給出的x,y坐標是沿地表的距離，而不是真正的水平距離。這通常反映采用的電纜電極點間有固定的間隔距。如果此處值為“1”，表示給定的x,y坐標是真正的水平距離。以后的數(shù)據(jù)即為各電極點的高程數(shù)據(jù)，按網(wǎng)格排列，行方向為x方向。例如，第一行數(shù)據(jù)為x=0時的電極點高程，本例中，沿x方向有11根電極，因而每一行就有11個高程數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)文件中中包含地形數(shù)據(jù)，程序反演時將會自動將地形數(shù)據(jù)以有限元方法并入反演模型進程中(SilvesterandFerrari1990)。編輯數(shù)據(jù)：本操作將啟動文本編輯器來編輯、修改數(shù)據(jù)。導(dǎo)入格式數(shù)據(jù):本程序允許你運行其它程序?qū)⑵渌袷降臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本程序格式的數(shù)據(jù)，或者直接讀取其它電阻率儀數(shù)據(jù)。2)“設(shè)置”菜單程序為阻尼因子及其它變量預(yù)置了一套參數(shù)，對大多數(shù)數(shù)據(jù)而言，使用這套參數(shù)一般可以達到較滿意的結(jié)果。然后，在某些情況下，你可以通過編輯參數(shù)，控制程序的運行來獲得更好的結(jié)果。當選擇該選項后，將出現(xiàn)下圖所示的菜單界面。

^3DRE5ver.2.2ForWin98/2000/XP文欲巳設(shè)置?反浦①顯示側(cè)幫助(出退出(◎垂向/水平濾波出阻尼探度垂數(shù)使用robust^?!限定棋型電阻率范圍損型深度范圍選用對數(shù)視電陰率單位電根距間的第點數(shù)歸一化電位值數(shù)據(jù)點自訪重排序當選擇了"反演參數(shù)"子項后，將會出現(xiàn)下面的對話框，在這里你可以設(shè)定、輸入你要求的參數(shù)。初始阻尼因子和最小阻尼因子-這里你可為等式(1)設(shè)定初始阻尼因子值，也可以設(shè)定最小阻尼因子。如果數(shù)據(jù)噪聲較大，你應(yīng)該使用一個相對較大的阻尼因子(例如0.3)。如果數(shù)據(jù)噪聲較小，則使用一個較小的阻尼因子(如0.1)。反演子程序一般會在每次迭代后減少(1)式中的阻尼因子。無論如何，設(shè)定的阻因子必須能確保反演進程的穩(wěn)定。最小值一般設(shè)為初始阻尼因子的1/5到1/15。初始阻尼因子:是小阻尼因孑:|0.1500^010廠直接模型電阻率進行圓滑破毎次迭代時作線t初始阻尼因子:是小阻尼因孑:|0.1500^010廠直接模型電阻率進行圓滑破毎次迭代時作線t生搜索直接發(fā)對電阻率模型進行曲圓滑：按等式(1)給出的最小二乘公式使用的撮動矢量d僅針對模型而言，而不是直接針對模型電阻率。在大多數(shù)情況下，它提供的模型其電阻率較為圓滑。但在某些情況下，特別是數(shù)據(jù)噪聲水平較大時，要取得較好的效果對電阻率也需要直接進行圓滑約束處理。其最小二乘等式表示為：這里r是一個包含了模型對數(shù)電阻率值的矢量。采用同一阻尼因素狀態(tài)下，這一方法得出的模型有較大的RMS誤差，但它確保模型有較圓滑的電阻率值。每次迭代作線性搜索：反演進程由求解等式(1)來確定模型參數(shù)的改變。通常地，矢量d參數(shù)的改變將會帶來較低的RMS誤差。對于RMS增大的情況，你有兩種方法來處理。此處提供了一種線性搜索的方法，即使用四次線性插值法(Fletcher1987)尋找模型電阻率改變的最優(yōu)步長。這樣通常可以確定最優(yōu)步長，但是要求每次迭代中至少作一次正演計算。在某些情況下，如果能減少使RMS誤差達到某一可接受的水平而需要的迭代次數(shù)，那么這種正演計算是值得的。這一設(shè)定通常只會影響第三次及以后的迭代進程。在前兩次迭代，RMS誤差的改變一般是最大的，程序會總是使用線性搜索，以找到使RMS誤差大減少的步長。允許線搜索能改變的最小%RMS誤差：線性搜索的使用可以預(yù)估視電阻率RMS誤差的改變，如果期待改變的視電阻率RMS誤差太小，就可能不必用線搜索來確定最優(yōu)步長。通常使用的值是0.1到1%。首層厚度：這里給定首模型層厚度與最小單位電極距的比值。對單-單極(pole-pole)排列，這里設(shè)定為單位電極距的0.7倍。對其它排列，首層厚度根據(jù)排列的觀測深度進行調(diào)整。層厚增長因子：因為電阻率法分辯率隨深度的增加而減少，因此模型層的厚度應(yīng)隨深度的增加而增大。缺省時，模型層厚度增加系數(shù)為1.15，這時，往深部，每一個子層的厚度增加15%。然而，你可以在一定范圍內(nèi)修改這一系數(shù)。一般設(shè)定在1.05到1.25間。半尺寸層操作：這里允許使用半尺寸模型，即頂部幾層的模型塊的寬度和厚度對半一分為二(參見圖2)。你可以選擇要再分的層的數(shù)目，并且是否在沿垂直方向也進行拆分(圖2b)。還能調(diào)整這些層的平直度濾波阻尼因子。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，對小的模型塊，在反演后模型的電位值振動較大，特別地，有噪聲的數(shù)據(jù)集更是如此。為了減少這種振動，可以為這些層設(shè)定稍微大一點的阻尼因子，例如設(shè)定為1.10.迭代次數(shù)：允許你為反演進程設(shè)定最大迭代次數(shù)。缺省時最大迭代次數(shù)為6次。對大多數(shù)數(shù)據(jù)集而言，這一迭代數(shù)已經(jīng)足夠。當反演迭代次數(shù)達到這一最大數(shù)時，程序?qū)崾臼欠裨黾拥螖?shù)以繼續(xù)反演進程。一般地迭代次數(shù)不宜超過10次。重新Jacobian矩陣的迭代次數(shù)：在高斯-牛頓法中，雅可比(Jacobian)矩陣在每次迭代后都要重算。然而，快速牛頓法除在每次估算迭代外，從不重算雅可比(Jacobian)矩陣。最快的方法是使用快速牛頓法估算雅可比矩陣(LokeandBarker1996)。這時，可以在對話框中輸入值0。在野外，使用掌上電腦，其內(nèi)存有限時，這一方法經(jīng)常被采用。最精確，也最慢的方法是在每次迭代后都重算雅可比矩陣。這要求計算機性能較好，至少32M有效內(nèi)存，200M自由硬盤空間。要使用這一方法時，只需在對話框中輸入一個較大的值(例如20)即可。另一種方法是，重算雅可比矩陣僅在頭幾次迭代中進行，隨后的迭代使用快速牛頓法進行。雅可比矩陣的最大改變通常發(fā)生的頭幾次迭代中，因此在大多數(shù)情況下，速度和精度同時兼顧的折中辦法是限定雅可比矩陣的重算次數(shù)。缺省時，程序僅在頭三次重算雅可比矩陣。當然，你可以在當前對話框中改變這一值?？焖倥ｎD法一般用于野外測量過程中快速獲取粗略的結(jié)果。另外當你要通過RMS誤差統(tǒng)計法排除壞點(參考霽允腹部分)時也要使用這一方法。為獲取最終結(jié)果，最好是使用重算功能，這也要求使用性能較好的臺式電腦，其內(nèi)存和硬盤空間都充足。在電阻率差異較大的區(qū)域，最大電阻率值大于10倍最小電阻率時，重算雅可比矩陣獲取的模型，其邊界尖銳度較使用快速牛頓法強。收斂限差：這是為兩迭代間RMS誤差的相對改變值設(shè)定一個較少的限定值。缺省時為5%。選擇robust強制約束反演：傳統(tǒng)的最小二乘法盡量使測量值和計算值之間的均方根差值達到最小。強制約束法則盡量使使測量值和計算值之間的絕對差值達到最小(ClaerboutandMuir1973)。這一方法對高噪聲數(shù)據(jù)有較低的靈敏度。本功能的對話框如下。選擇標淮最小二乘約束反演I可以使觀測值與計算值之間的均方諜差盡量達到攝步-當數(shù)據(jù)噪聲較犬，可以選擇強制約束反灌，這一方怎對犬噪聲數(shù)據(jù)不是很靈敏，但可且導(dǎo)頸較大的只網(wǎng)呂均方誤差口數(shù)據(jù)辰演⑥標準瑕水二乘約束「強制數(shù)據(jù)約束輸入強制約束號的切斷因子?0.U頂|模型廈演金標淮最小二乘約束「強制模型約束輸入強制統(tǒng)束法的切斷因子-0.0100限定模型電阻率范圍：當選擇該功能后，顯示如下對話框:

限定複型電阻率范國你可厲限定模型電阻率的員丈攝小值-在某些喈溟下I這祥橄很有必要I它能確保模型電阻率不會烹大或若太小-陽不限定檯型電阻率值「限定模型電阻率值竊入上限值:輸入下限值陽使用平均電阻率取消I廠使用首次迭代電粗率取消I本選項允許你對反演輸出模型的電阻率值進行限定。上圖中，電阻率上限值為0倍,即允許電阻率最大值是每次迭代后模型電阻率平均值的20倍，電阻率下限值是0.05倍（1/20倍），即允許電阻率最小值是每次迭代后模型電阻率平均值的0.05倍。實際上，程序使用的是斎硐薅''，即在實際反演中，允許電阻率值適當超出設(shè)置的限定范圍。然而，即使如此，這一限定可以保證反演得出的模型其電阻率值不會出現(xiàn)過大或過小等與實際情況嚴重不符的現(xiàn)象。用戶還可以選擇使用第一次迭代反演得出的模型作為參考模型。改變模型深度范圍：本操作允許用戶由程序增加或減少反演中各層的深度。用戶給出的比例系數(shù)作出計算深度的一個乘數(shù)。使用對數(shù)視電阻率：缺省時，在反演中，程序會使用對數(shù)視電阻率作為數(shù)據(jù)。大多數(shù)情況下，這樣可以得出最好的結(jié)果。在某些情況，如出負或電阻率值時，無法計算對數(shù)值，這項操作可以使得在這樣的條件下視電阻率仍適用。改變結(jié)點數(shù)：缺省時，使用有限?；蛴邢薏罘志W(wǎng)格時，相鄰電極間結(jié)點數(shù)為2個。這里可以設(shè)定為3或4個，以獲取更大的反演精度，使用較多的結(jié)點將會增大正演計算的精度，但計算時間及要求的內(nèi)存也相應(yīng)地會增加。3）“反演”菜單這一操作將會對讀取的數(shù)據(jù)進行反演?程序中有一套缺省的控制進程的反演參數(shù)可以使用，你也能使用〃參數(shù)設(shè)置〃對反演參數(shù)進行修改?選擇〃反演〃，將會出現(xiàn)以下界面.3DRESver.2.2forWin98/ZOOO/XP文件舊設(shè)囲?|反滴①顯示側(cè)幫助舊退出

執(zhí)行反滴盤憂化方法使用有限元法憂化阻尼系數(shù)初始模型類型激電叩反蒲方案IF■阻尼系數(shù)阪滴中顯示擬斷面團跟蹤程序進程使用匯編子程序執(zhí)行反演-開始最小二乘法反演進程?會要求你輸入存貯反演結(jié)果的文件名，反演開始后，如果要中止反演，你可以按〃Q〃鍵，過一會兒反演就被中止。最優(yōu)化方法選擇-這一選項可以允許你從兩種不同的方法中選擇一種來解最小二乘方程，即式(1)。選定后，以下對話框會出現(xiàn)：諳從下面選擇一種星憂化方法:&標淮高新牛頓(Gauss-Newton)滋「不耳全高斯沖頓法為不完全高斯沖頓法設(shè)定收迪因子0一般設(shè)走^0.005到0.W(也即U.5到5丸的精度)?CI.D12當選取不兗全高斯畔頓法時使用數(shù)據(jù)壓縮方法嗚7弗不「是確廠1取消缺省時。程序使用〃標準高斯-牛頓(standardGauss-Newton)〃最小二乘法，特別地，如果數(shù)據(jù)點數(shù)不多，或者單位模型塊數(shù)小(少于2000至3000)，將可以求出精確的最小二乘方程結(jié)果。如果數(shù)據(jù)點太多，或者模型單元塊數(shù)太多(大于3000)，那么解最小二乘方程會占用整個反演進程的大部分時間，為了減少時間，提高計算速度，一種替代方法，即不完全高斯-牛頓(IncompletGauss-Newton)〃可以使用。用戶能夠設(shè)定解的精度，這個值設(shè)定在1%到2%（相當于收斂限差0.01到0.02）之間時，幾乎可以得到與采用標準高斯-牛頓同樣的精度。如果設(shè)定得更小一些，例如0.5%,在理論上具有與標準高斯-牛頓法同樣的精度，但這樣大大增加反演時間。對特別大的數(shù)據(jù)集或模型（數(shù)據(jù)或模型塊數(shù)大于15000），在選定不完全高斯-牛頓后，還可以選擇〃數(shù)據(jù)壓縮〃技術(shù)，這樣可以明顯地減少反演時間，例如，在當計算機CPU為P42GHz,內(nèi)存量為1GBRAM時，一個具有30000個模型塊和60000個數(shù)據(jù)點的工程，所需的反演時間可以從一個星期縮短至兩天以內(nèi)。使用有限元方法：程序允許從有限元法和有限差分法中選擇一種來計算視電阻率值。缺省時，程序使用有限差分法，如果數(shù)據(jù)中不包含地形，這一方法更快一些。如果數(shù)據(jù)中包含了地形，缺省選擇為有限元法。有限元法相對有限差分法而言特別慢，因此如果不包含地形信息，建議你使用有限差分法。最優(yōu)化阻尼因子：當選定該當項后，程序?qū)M量發(fā)現(xiàn)等式（1）中最優(yōu)的阻尼因子u以使每次迭代后RMS誤差達到最小。通過采用最優(yōu)化阻尼因子，要求的迭代次數(shù)將明顯減少，但花在每次迭代上的時間將會增加。對小到中等大小的數(shù)據(jù)集，使用這一方法能明顯減少反演整個數(shù)據(jù)所需的時間，而對數(shù)據(jù)量大于2000的數(shù)據(jù)，花在每次迭代上的時間將會明顯增加，因為需要用大量的時間解最小二乘方程，這個時間比實際反演計算所需時間還要長。采用這一方法時，有時雖然RMS誤差達到了較低的水平，但并不一定反映所得到模型是最好的，特別是數(shù)據(jù)噪聲較大時（原理簡述）。激電反演方案：反演包含激電和電阻率值的數(shù)據(jù)集時，你可以選擇兩者同時交替進行，也可以選擇在完成電阻率反演后再進行激電反演。IP阻尼因子：在IP反演中中使用的阻尼因子相應(yīng)地比電阻率反演使用的阻尼因子要小一些。如果設(shè)定為1.0,則兩者將會使用同一阻尼因子。一般使用較?。ɡ?.050.25）阻尼因子。也可以選擇讓程序自動計算阻尼因子。.4）“顯示”菜單在這一部分，你可以將反演結(jié)果在屏幕上進行顯示或保存影象圖。顯示的內(nèi)容包括實測視電阻率斷面及模型斷面。你也可以改變顯示斷面圖時的等值線間隔、垂直比例以及色度表。還提供兩種刪除壞3D數(shù)據(jù)點的方法。如果你首先讀取了反演結(jié)果文件，或者在主程序中執(zhí)行了反演操作，程序?qū)炎詈笠淮问褂眠^的結(jié)果文件作為當前顯示的文件。當在主菜單中選擇了“顯示”菜單中的顯示反演結(jié)果后，進入以下結(jié)果顯示窗口：3DRE5ver.2.2ForWing8/200Q/XP-昱示宙口文件（巳顯示（①顯示設(shè)置㈢數(shù)據(jù)編輯?打印冋退出（Q打開反活詰果輸出為畑格式輸出^TFlockWorksXvZG格式輸出肯引匚州Di⑹稻式輸出肯含地刑信息的5licer/Dicer格式保存等值線值跟蹤程序進程退出打開反演結(jié)果：可以讀取由反演程序保存過的反演結(jié)果文件。輸出為某某格式：可以將結(jié)果保存為一個磁盤文件，本軟件附送Slicer/Dicer程序以供生成三維電阻率圖像。單擊"顯示"選項可以調(diào)出如下子菜單:3DRESver.2.2forWin98/2000/XP-顯示窗口文件舊顯示回顯示設(shè)萱⑸數(shù)據(jù)騙輯曰打?。ň释顺觯?）顯示反潼結(jié)果顯示含地恵倍息的度滴皓果顯示觀電阻率或IP斷面顯示實測和正演視電阻率斷面顯示電阻率或IF■斷面模型靈鹼度值數(shù)據(jù)靈敏度值顯示反演結(jié)果：此命令用模型影像圖顯示?？梢燥@示水平、垂直地電斷面圖。顯示含地形的反演結(jié)果：如果數(shù)據(jù)中含有地形信息，本功能將會以帶地形的垂直斷面形式顯示模型。顯示視電阻率或IP斷面：本選項用于x-和y-方向視電阻率或視IP值擬斷面圖的顯示。"設(shè)置顯示參數(shù)"用于更改顯示參數(shù)以控制視電阻率斷面和模型斷面的顯示。單擊后出現(xiàn)如下界面：反轉(zhuǎn)色標：通常程序默認的顏色表中，藍色用于低電阻率，紅色用于高電阻率，該選將讓你倒換這一順序，即紅色用于低電阻值，藍色用于高電阻值。自定義色標：讓用戶根據(jù)自已選擇設(shè)定顏色表。讀入自定義色標：你可以從磁盤文件讀入自定義的顏色表替代當前顏色表。某些情況下，后運行此程序時使用的顏色表將會使用前一次運行時使用的顏色表，你可以使用此功能恢復(fù)顏色表。顯示電阻率或IP斷面：如果數(shù)據(jù)中包含IP值，可以選擇顯示模型或斷面是電阻率值還是IP值。彩色/黑白顯示：缺省時程序會以彩色模式顯示擬斷面或模型斷面。使用功能可以改變顯示模式。垂向顯示比例：本選項允許你指定相對水平而言的垂向顯示比例，也即垂向縮放因子。一般地，可以使用2.0、1.5或1.0等。單-偶極（pole-dipole）排列種類：本選項僅對采用單-偶極（pole-dipole）排列的數(shù)據(jù)有效，有正向和反向兩種選擇（參考附錄B）。單擊"數(shù)據(jù)編緝"將會出現(xiàn)如下界面的子菜單3DRESver.2.2forWin98/2000/XP-旻示窗口文件（日顯示（切顯示設(shè)置數(shù)據(jù)編輯打印（臼退出視電阻率場計即旳俁差統(tǒng)計壞點同骨度顯k改吏課差范圃大型3D電成像測量可能包含成千上萬的數(shù)據(jù)。通常情況下，特定測量工程的排列方向可以的任意的。為了獲得好的反演結(jié)果，壞點必須首先排除掉。排除壞點的一個可行的辦法是通過統(tǒng)計技術(shù)。本程序提供兩種排除壞點或刪節(jié)數(shù)據(jù)的方法。下面加以說明。視電阻率統(tǒng)計：此操作只是以直方圖形式顯示視電阻率值的分布情況。這適合于存在明顯錯誤的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)檢測。這些錯誤可以由于硬件原因引起，例如電極接地條件差，個別的開路現(xiàn)象等。壞點的視電阻率值比正常時視電阻率值可能要大或小很多倍。這些壞點可以通過移動左邊的藍線或右邊的綠線來進行排除。RMS誤差統(tǒng)計：此操作只是以直方圖形式顯示觀測與計算的對數(shù)視電阻率間的百分比誤差分布情況。它只有在經(jīng)過試探性的反演后才能使用。如果要使用這一功能，首先應(yīng)該在程序主模塊中執(zhí)行“設(shè)置”中的“反演參數(shù)”，然后在修改反演參數(shù)對話框中將重算(Jacobian)矩陣的迭代次數(shù)設(shè)為0。這時程序?qū)褂每焖倥ｎD反演方法。當執(zhí)行RMS誤差統(tǒng)計后將顯示RMS誤差分布的直方圖，壞點將會有相對較大的誤差值，例如超過100%。要排除這些壞點，只需用箭頭鍵移動綠線選擇要切除的誤差限定值即可。"打印"選項將調(diào)出如下子菜單:!3DRE5v&r.2.2forWin98/2000/XP-星示窗口文件〔巳顯示顯示設(shè)胃數(shù)據(jù)編輯(或打E卩(E)退出?屏幕圖象存為BMPjtft屏幕圍象存為文件打E卩噬制此項操作使你能夠?qū)⑵聊粓D像保存為BMP或PCX格式，或者通過第三方繪圖程序打印輸出。當相應(yīng)的斷面圖已顯示在屏幕上時，單擊“打印”后，將會顯示屏幕圖像保存為BMP或PCX格式，打印/繪制等子菜單命令。如果你要在圖像中加入文字說明，你可以選擇將屏幕圖像存為BMP或PCX文件，然后在相應(yīng)的編緝軟件各進行文字說明或修改。地形如果數(shù)據(jù)中包含了地形，地形效應(yīng)將被自動地采用扭曲的3D有限元法并入反演模型中。盡管此方法運行速度最慢，但如果近地表區(qū)域的電阻率變異不是畸變，這一方法可能性是最精確的方法。其技術(shù)基礎(chǔ)為含地形的地下均勻半空間地電模型改正因子，在理論上，如果實際的地形表面也是半均勻的，那么只是被正合。"改正因子"方法將改正因地形而引起的幾何因子變化，但不會改正電極與地下電性之間距離的變化。如果近地表處有大的電阻率變異，改正因子方法將會導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)明顯的失真(TongandYang1990,Loke2002)。無論如何，"改正因子"法不能用于含地形的水下測量。三、幾個實例面給出幾個由本程序反演出的幾個實例:-某地野外實驗測量-UK本次野外實驗使用的儀器是常規(guī)2D電阻率儀，電極數(shù)為50。例子中，網(wǎng)度為7*7,單位電極距0.5米（圖3），兩根遠極與測網(wǎng)距離大于25米。為減少測量時間，采用十字-對角線觀測技術(shù)（附錄A）。地下電性體由兩類電性差異較大的砂地和礫石組成。圖3顯示了6次迭代后獲得的水平和垂直模型斷面圖，層2中左上角極右下角的高阻帶可能是礫石層，層1中下部邊緣的低阻體可能由樹根引起。礫石層的垂直分布范圍在模型垂直斷面圖中表現(xiàn)得更為明顯。反演模型顯示在此區(qū)域內(nèi)電極性的分布極不均勻，在一個短距離內(nèi)就有很大的變化，在這樣的地區(qū)，采用簡單的2D方法（或1D電測深）可能不會有好效果。圖3某地野外實驗測量反演模型水平垂直斷面圖，圖中地表樹根位置也能被反映出來淤泥沉積物-Sweden許多商業(yè)的3D勘察通常要求的網(wǎng)度至少大于16*16,這要求測量系統(tǒng)至少支持256根電極。當測量系統(tǒng)支持的電極數(shù)有限時，一種可替代的方法是使用多次覆蓋技術(shù)將2D測量轉(zhuǎn)換為3D測量。本例中使用的儀器支持多重并行電纜線，地點為一淤泥沉積地帶，單位電極距5米，并行電纜數(shù)為7,覆蓋網(wǎng)度為21*17。開始時，電纜沿x-方向布置并只對此方向的點進行測量。隨后，整個電極系統(tǒng)沿y-方向移動，直至覆蓋整個測網(wǎng)。然而，沿y-方向布置電極，按上述方法測完。在大網(wǎng)度測量時，正如本例一樣，限定了最大電極距，其標準為能滿足所需深度。本例中最大電極距為40米，而測線全長為100米。反演模型如圖4所示。上部兩層的低阻區(qū)顯示了受污染的淤泥質(zhì)地下水的存在，而深部兩層低阻體則是來自海洋的咸水引起。圖4.淤泥沉積物3D高密度實例上例淤泥沉積物3D高密度SlicerDicer三維顯示銅礦-Australia圖5某銅礦實例附錄A:3D測量：單-單極（pole-pole）排列單-單極（pole-pole）排列是3D測量經(jīng)常經(jīng)常使用的一電極排列方式，視電阻率計算公式如下：=2piaR這里R是測量電阻率，a是電極A、B之間的的距禺。當電極數(shù)目一定時，能測得的最大獨立數(shù)點數(shù)由下式給出：nmax=ne(ne-1)/2.這里ne為電極根數(shù)。在圖6a顯示的測量順序中，每根電極輪流作為供電和測量電極,直到期所有電極測量完畢。圖6中，只需相對供電電極順序增加測量電極序號即可完成所有電極的測量。對5*5測網(wǎng)，一個完整的測量將有300個數(shù)據(jù)點，對網(wǎng)度分別為7X7和10X10的完整測網(wǎng)，其數(shù)據(jù)點數(shù)分別為1176個程4500個。對這樣大的測網(wǎng)，如果使用常規(guī)2D測量時使用的單通道儀器，將會非常費時。例如，對7X7的網(wǎng)度，測完全部1176個點，需要幾小時的時間。為了減少測量數(shù)據(jù)個數(shù)而又不嚴重影響所獲模型的質(zhì)量，提供另外一種測量方式，其電極測量順序如圖6b所示，稱作十字對角(cross-diagonal)測量技術(shù),僅測量通過供電極的垂直、水平以及45°對角線上電極點的電位值。在這一方式下，一個網(wǎng)度7X7的測網(wǎng)，數(shù)據(jù)點數(shù)減少為476個。前面已描述的淤泥沉積(sludgedeposit)的野外實例是一個大測網(wǎng)的例子。在實際應(yīng)用中，通常將最大電極間距限定為最小電極間距的8至10倍。文件GRID7X7.DAT是一個7X7網(wǎng)度，采用單-單極(pole-pole)排列的完整的模型數(shù)據(jù)。文件ROOTS7.DAT是一個7X7網(wǎng)度，采用單-單極(pole-pole)排列，按十字-對角測量技術(shù)得到的野外實測數(shù)據(jù)。在高密度電阻率測量中，電極根數(shù)是固定的，在大面積測量時可以使用多次覆蓋技術(shù)(DahlinandBernstone1997)。圖7是采用電極數(shù)為50的高密度電阻率測量系統(tǒng)對網(wǎng)度為10X10的測網(wǎng)的測量情況圖6使用單一供電極時對應(yīng)測量電極的位置(a)完整的模型數(shù)據(jù)(b)十字-對角測量開始時，電極沿x-線方向以10X5的網(wǎng)度排列(圖7a)o測量值主要在x-方向上取得，也有一些在對角線方向上。下一步將整個電極沿y-方向移動至下一個10X5網(wǎng)度位置，這時整個10X10網(wǎng)度的測量已覆蓋了一半。第三、四步是將電極沿y-方向(圖7b)以10X5的網(wǎng)度排列，直至完成完成整個測網(wǎng)的測量。文件PIPE3D是采用多次覆蓋技術(shù)的一個實例。使用的儀器為25電極的高密度電阻率儀，電極8X3網(wǎng)度排列。測網(wǎng)的長軸指向兩已知管線的垂直方向。測量值由3個8X3網(wǎng)度組成，整個測網(wǎng)覆蓋范圍對應(yīng)于8X9的網(wǎng)度，對每一個子網(wǎng)，都測量完整的模型數(shù)據(jù)。在本時測量中，沒有對y-方向(相當于圖7b))的數(shù)據(jù)進行采集，也即沒有進行第三、四步,這是為了減少測量時間，同時也因為管線近似于二維結(jié)構(gòu)。在實際應(yīng)用中，某些測量中的實際采樣數(shù)據(jù)個數(shù)比采用十字-對角測量技術(shù)時還少，有時僅對x-和y-方向進行測量，而不測量對角線，這一情況在儀器電極數(shù)有限時更普遍,但這樣要求采用尺寸更大的網(wǎng)度。對電極數(shù)少于12X12的小型測網(wǎng)，單-單極(pole-pole)排列比其他排列有更大優(yōu)勢。

測網(wǎng)邊部丟失的數(shù)據(jù)點能保持最小，并且能提供較好的水平覆蓋范圍。對電極距較小(小于10米)的小型測網(wǎng)，這是一種更具吸引力的排列。然而，也有其不利之處，其中之一是遠極。它要求兩根遠電極，而且其距離必須距測網(wǎng)足夠遠(最小要大于最大電極距的10倍)。由于測量電極距離間距離大，大地電流干擾也相應(yīng)在。圖7采用電極數(shù)為50的高密度電阻率測量系統(tǒng)對網(wǎng)度為10X10的測網(wǎng)的測量情況(a)電極沿x-線方向以10X5的網(wǎng)度排列(b)電極沿y線方向以10X5的網(wǎng)度排列附錄B:3D測量：單-偶極(pole-dipole)排列在中至大型的測量工程(大于12X12的網(wǎng)度)中，這種電極排列較單-單極(pole-pole)排列有較好的優(yōu)勢，它有較好的分辯率，同時由于測量電極在測網(wǎng)范圍內(nèi)，因而對大地電流噪聲的敏感度較小。與偶極-偶極排列相比，它具有明顯的信號強度，其電極的排列方式如下圖所示：圖8單-偶極(pole-dipole)電極排列(a)"正向"方式(b)測量電極間有較大距離的情況(c)"反向"方式與其它常規(guī)排列不同，它是一種不對稱排列。采用這種排列獲得的視電阻率異常也同樣是不對稱的。在某些地方，所獲視電阻率異常的不對稱性將對對反演結(jié)果產(chǎn)生影響。一種消除這一不對稱性效應(yīng)的方法是采用反向排列(圖7c)進行重復(fù)測量，通過對正、反向(圖7a和圖7c)測量的組合，采用單-偶極排列時不對稱性現(xiàn)象對模型結(jié)果的任何影響都將被消除。單-偶極排列下視電阻率計算公式如下：=2pin(n+1)aR這里R是測量的電阻率值，a是兩測量電極M、N間的距離，n是AM距離與MN距離的比值。兩測量電極間的電位值與n的平方具有反比關(guān)系。當n因子太大時，所測數(shù)據(jù)的信噪比可能會太小。為提高信號強度，可以增加兩測量電極M、N(圖7b)間的距離。在野外可以采用的一種技術(shù)是，讓MN=1a(即單位電極距)，進行一次測量，然后讓MN=2a進行測量，這樣將會增大數(shù)據(jù)密度。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，特別在噪聲地區(qū)，通過這種增大數(shù)據(jù)密度的方式，可以提高反演結(jié)果的分辯力。關(guān)于這種排列的數(shù)據(jù)格式，在前面的提到的文件BLK10PDP.DAT就是此類排列的數(shù)據(jù)，下面對其加以說明。注意到，此類排列的排列代碼號中6，電極A、M、N位置也已給出BLK10PDP.DAT文件2BLK10PDP.DAT文件2BLOCKS10101.001.00說明|標題|x向網(wǎng)格大小|y向網(wǎng)格大小|x向單位電極距|y向單位電極距66|排列代碼，6為單-偶極(pole-dipole)排列1466|總數(shù)據(jù)點數(shù)0.000.001.000.002.000.0029.9669|每一個數(shù)據(jù)點的的信息：0.000.002.000.003.000.0030.0220|供電極A的x-和y-位置..，0.000.003.000.004.000.0030.2216|測量電極M的x-和y-位置0.000.004.000.005.000.0030.3957|測量電極N的x-和y-位置.0.000.005.000.006.000.0030.4765|視電阻率值0.000.006.000.007.000.0030.4459|附錄C:3D測量：偶-偶極(dipole-dipole)排列此類排列僅在邊部水平覆蓋弱，網(wǎng)度大于12X12的情況下推薦使用。其電極的排列方式如下圖所示：圖9(a)偶-偶極(dipole-dipole)排列⑹使用較大的偶極距，即A、B(或M、N)間距離，以增大信號強度。偶-偶極排列下視電阻率計算公式如下：=pin(n+1)(n+2)aR這里R是測量電阻率值，a是M、N電極間距，n是AM與MN的比值。此排列的一個優(yōu)點是具有很好的水平分辯率，但是它也有最大弱點，即低信號強度。測量電極M、N間的電位值與n的立方有反比關(guān)系。通常，n的最大值保持為6較好。為獲得更好的穿透深度，可以增大A、B(和M、N)間的距離。降低噪聲干擾的一個方法是采用不同的a值和n值進行多次重復(fù)觀測。例如，假定單位電極距為1米，首先讓a=1，n分別等于1,2,3,4,5,6,獲取所有可能的測量值。然后a=2,n分別等于123,4,5,6,獲取所有可能的測量值。如果測網(wǎng)足夠大，可以讓a=3,進行同樣的測量。文件BLK10DDP.DAT是一個偶-偶極排列的數(shù)據(jù)文件。注意到，此類排列的代碼為3，電極位按A、B、M、N的順序給出。附錄D:固定電阻率在某些情況下，地下某一區(qū)域的電阻率值可以事先知道，例如采用鉆孔電阻率測量。本程序允許你對地下某區(qū)塊的電阻率值進行固定，可固定的區(qū)塊數(shù)最多為10個。被固定的區(qū)塊必須是一個長，如下圖所示：圖10:固定某區(qū)塊電阻率的反演模型。固定區(qū)塊電阻率值輸入數(shù)據(jù)文件中，并且緊跟地形數(shù)據(jù)后面(假定有地形信息)。作為此類方式的一個例子，文件M0D3DFIX.DAT的部分內(nèi)容列出如下：

MCD3DFIXDAT說明7.0009.0008.0009.0009.8828|最后三行數(shù)據(jù)7.0009.0009.0009.0009.8237|注意，本文件中并未包含地形信息8.0009.0009.0009.0009.9337|FIXEDREGICNS|說明固定某區(qū)塊電阻率1R1R2.0,4.0,0.76.0,7.0,1.51.02.000第一項值被固定區(qū)塊的形狀，R為長方體r背面左上角X,Y,Z坐標|前面右下角X,Y,Z坐標|固定區(qū)塊電阻率值|為固定區(qū)塊設(shè)定阻尼因子權(quán)值FIXEDREGIONS"反映當前數(shù)據(jù)中至少有一個區(qū)塊電阻率被固定。隨后的值表明固定區(qū)塊個數(shù)，上述例子中為1塊。再后，給定區(qū)塊的形狀，R表示長方體。對長方體區(qū)塊，需要給出背面左上角及前面右下角X,Y和Z坐標。緊接著，依次給出固定塊的電阻率值，和針對固定塊的阻尼因子權(quán)值。阻尼因子權(quán)值允許你在反演進程中適當改變固定塊電阻率值，這一功能在固定塊電阻率不是很確定時較為有用。例如鉆孔測量僅限定在鉆孔近旁很少的區(qū)域，這樣，允許適當改變固定塊電阻率值（在某一限度內(nèi)）是有意義的。如果阻尼因子權(quán)值為1.0，那么固定塊電阻率的改變與其它塊相同，也即不受限制。使用的權(quán)值越大，固定塊電阻率允許被改變的范圍就越小。一般使用的值為1.0到2.0。如果使用一個相當大的值，例如10.0，反演期間固定塊電阻率值的改變將會非常小。因此僅當固定塊的電阻率和形狀很精確時才能使用大的權(quán)值。附錄E:IP數(shù)據(jù)反演IP（激發(fā)極化法）測量一般包含兩套數(shù)據(jù)，即通常的視電阻率值和視IP值，因此數(shù)據(jù)量也通常是一般純電阻率測量的兩倍。對此類數(shù)據(jù)集進行反演的一個可行方案是，將一個數(shù)據(jù)集作為兩個獨立的數(shù)據(jù)集來考慮。在反演IP數(shù)據(jù)前先進行電阻率的反演。在這種情況下，電阻率反演完成后所獲得的模型（通常有最低的RMS誤差）可以在IP數(shù)據(jù)反演時被使用。如果電阻率模型較好地反映了地下電性體實際情況，那么這一方案是最有效的方案。然而盡管如此，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，計算機反演所獲得的數(shù)據(jù)，其所包含的模型很可能失真，特別是在電阻率反演中迭代次數(shù)較大（大于5次）時，其可能性更大，這是因為反演是基于有限的數(shù)據(jù)點之上。當數(shù)據(jù)噪聲大時其失真度也更壞。許多用戶習(xí)慣于使用較大的迭代次數(shù)，并且與低阻尼因子組合，以期待獲得盡可能低的RMS誤差值，這時如果存在失真的電阻率模型被IP數(shù)據(jù)反演時使用，失真的電阻率模型將影響IP反演中的每一次迭代。在本程序?qū)る姅?shù)據(jù)的反演作了明智改善。程序仍然將一個數(shù)據(jù)集作為兩個獨立的數(shù)據(jù)集來考慮，但在反演時兩者交替進行，即每一次電阻率迭代反演完成時，立即進行一次IP數(shù)據(jù)的迭代反演。這樣，某一次迭代后獲得的電阻率模型被同一次IP迭代時使用,由于在較早期迭代獲得的電阻率模型有較少的失真度（因數(shù)據(jù)噪聲而致），相應(yīng)地其對IP反演的影響的較少。文件M0DEL3IP.DAT是一個包含電阻率和IP數(shù)據(jù)的實例文件。本程序支持三類IP數(shù)據(jù)：⑴時間域極化率，（ii）頻率域百分比頻率效應(yīng)，（iii）金屬因素IP值。文件MODEL3IP.DAT中的IP數(shù)據(jù)是極化率值。文件的第一部分說明如下：-MODEL3IP.DAT文件MODEL3IP.DAT文件RESISTIVITY&IPMODEL8,81.00,1.002712IPpresentChargeability說明|標題|x和y網(wǎng)度|x和y單位電極距|單極-單極（pole-pole）排列代碼|總數(shù)據(jù)點數(shù)|單詞IP摫礱靼IP數(shù)據(jù)|IP數(shù)據(jù)類型mV/V|IP數(shù)據(jù)單位0.1,1.0|延遲，積分時間0.0000.0001.0000.00010.05440.3702|每一數(shù)據(jù)行依次為:|A極x,y位置，0.0000.0002.0000.00010.13110.8952|M極x,y位置，|視電阻率值，0.0000.0003.0000.00010.18601.3004|視IP值。10.0000.0004.0000.00010.18081.3179|單詞IP,放在總數(shù)據(jù)點數(shù)后面，反映數(shù)據(jù)包含IP測量值。其后說明IP數(shù)據(jù)的類型。單詞擟hargeability摫礱韉鼻癐P數(shù)據(jù)類型為極化率值。許多IP儀器測得的極化率是對衰減曲線下面積進行積分得出，這時時間單位為msec（毫秒），由這方法獲得的極化率一般歸一成mV/V,也即二次電位與一次電位的比值。再下一行說明IP的單位類型，在這里為mV/V,如果極化率以毫秒給出，則應(yīng)為msec。后面的兩個參數(shù)與IP儀器參數(shù)有關(guān)。對時間域IP儀器來說，通常是指延遲和積分時間。以其它單位給出的IP值，在反演進程中由程序轉(zhuǎn)換為極化率值。相關(guān)的轉(zhuǎn)換等式可以從相關(guān)書籍中找到。對頻率域儀器，IP值通常以百分比頻率效應(yīng)（PFE）表示，下面給出計算式:PFE=100(pDC-pAC)/pAC這里pDC和pAC分別在低頻和高頻下測得的視電阻率值。對這類儀器，數(shù)據(jù)格式按下面說明：：-12）12）。NUGRID.DATNUGRID.DAT文件說明IPpresentChargeabilityPFE0.3,5.0IPpresentChargeabilityPFE0.3,5.0|表示含IP數(shù)據(jù)|IP數(shù)據(jù)類型|IP數(shù)據(jù)單位|低頻、高頻數(shù)|表示含IP數(shù)據(jù)||表示含IP數(shù)據(jù)|IP數(shù)據(jù)類型|IP數(shù)據(jù)單位|低頻、高頻數(shù)IPpresentPhaseanglemrad0.0,5.0IP數(shù)據(jù)有時也以金屬因素(MF)值給出。MF值可以由時域或頻域儀器計算。時間域金屬因素值由下式計算：MF=1000M/pDC這時極化率M單位為毫秒(WitherlyandVyselaar,1990)。頻率域金屬因素值由下式計算：MF=100000(pDC-pAC)/pAC2時間域金屬因素值數(shù)據(jù)格式按下面說明：IPpresentMetalfactor0.001ms/ohm.m0.1,1.0|表示含IP數(shù)據(jù)|IP數(shù)據(jù)類型|IP數(shù)據(jù)單位|時間域儀器延遲和積分時間程序反演時盡量使視極化率的計算值與觀測值之間的差值最小。以百分比頻率效應(yīng)和相位角表示的極化率直接換算成相應(yīng)的極化率值。然而，金屬因素值也包含了電阻率值，有時雖然極化率模型獲得了最小的RMS誤差，但對金屬因素而言并非如此。附錄F:不均勻測網(wǎng)在某些地區(qū)，要使所有測線保持同一間距可能較難。圖11顯示了這樣一種情形，這里，測網(wǎng)內(nèi)部測線間距為0.5米，而在邊部為1.0米，對這種情況，每條測線的x-、y-位置必須在數(shù)據(jù)文件中給出。文件NUGRID.DAT是這樣的一個例子，其內(nèi)容如下:-

2BLOCKS9,9Nonuniformgridx-locationofgrid-lines0.01.01.52.02.53.03.54.05.0y-locationofgrid-lines0.01.01.52.02.53.03.54.05.029920.0000.0001.0000.0000.0000.0001.5000.0004.0000.0000.0001.0000.0000.0000.0001.5000.0004.00000005.0005.0005.000|標題|x和y網(wǎng)格大小|反映不均勻測網(wǎng)（non-uniform）的標志|網(wǎng)格線x-位置句柄|網(wǎng)格線x-位置I網(wǎng)格線y-位置句柄|網(wǎng)格線x-位置I排列代碼I總數(shù)據(jù)點數(shù)29.934I第一個數(shù)據(jù)點29.918|第二個數(shù)據(jù)點I其余點數(shù)據(jù)格式與正常I數(shù)據(jù)文件一致II29.820I最后的數(shù)據(jù)點IIII文件結(jié)束當需要對測網(wǎng)進行擴邊測量時，這一方法也可以被使用。例如在邊部存在較大異常時可以使用這一技術(shù)。這時可以在實際的測網(wǎng)外部虛設(shè)一些電極。圖11.文件NUGRID.DAT中測網(wǎng)網(wǎng)線排列方式，注意到，邊部線距較寬。附錄G:赤道偶-偶極（矩形）排列此類排列與其它排列不同，其電極不是排列在同一直線上，而是以矩形方式排列（圖這種矩形排列適合于長方形網(wǎng)格下的3D測量，與線狀排列的偶附錄H:非常規(guī)電極排列當采用的電極排列不是常規(guī)電極排列(如梯度排列)或數(shù)據(jù)由多種不同排列的組合時可作為非常規(guī)電極方式來考慮。其數(shù)據(jù)格式有兩個主要的不同點，首先，排列類型號為11，還有一個子排列類型號，以用來表示數(shù)據(jù)是由多個常規(guī)排列數(shù)據(jù)組合而成。第二個不同點是,在每一個數(shù)據(jù)行，還要指定測定當前數(shù)據(jù)時的使用的電極根數(shù)。文件3d_mixed_arrays.dat表明了此方式下的數(shù)據(jù)格式。|標題|X網(wǎng)格大小|標題|X網(wǎng)格大小|Y網(wǎng)格大小|X向單位電極中|Y向單位電極中|排列類型號為11|子排列類型|句柄|數(shù)據(jù)類型為視電阻率|數(shù)據(jù)點數(shù)Mixeddipole-dipoleandpole-dipoledata1101.001.00110Typeofdata(0=apparentresistivity,1=resistance)0248041.00.00.00.02.00.03.00.029.968|每一數(shù)據(jù)行依次為：41.00.00.00.03.00.04.00.030.096I電極根數(shù)，XandYloc.ofA,B,M,N電極的X,Y位置,41.00.00.00.04.00.05.00.030.438|視電阻率值||注意此處電極數(shù)為3，表示電極排列為|單||注意此處電極數(shù)為3，表示電極排列為|單-偶極(pole-dipole)排列|||最后兩面三刀個數(shù)據(jù)點||用幾個0作為結(jié)束標志30.00.01.00.02.00.029.96430.00.02.00.03.00.030.02239.09.09.07.09.06.029.94739.09.09.08.09.07.030.0130,0,0,0,0注意到，子排列類型號為0表示本數(shù)據(jù)中沒有固定的電極排列。對梯度排列，可以