空間域剖面磁異常處理與轉(zhuǎn)換

磁法勘探上機(jī)實(shí)驗(yàn)名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：日期：2020.4.18

實(shí)驗(yàn)二：空間域剖面磁異常處理與轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由畲判泽w異常在空間域處理轉(zhuǎn)換原理與作用的認(rèn)識(shí)。用MATLAB編程語言實(shí)現(xiàn)水平圓柱體磁異常的向上延拓和分量轉(zhuǎn)換。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用兩個(gè)大小與埋深不同的水平圓柱體產(chǎn)生的AT磁異常，進(jìn)行上延計(jì)算。2?利用單個(gè)產(chǎn)生的水平圓柱體磁異常（Za,Ha）,進(jìn)行分量轉(zhuǎn)換。分析磁異常上延計(jì)算與分量轉(zhuǎn)換的作用。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析，分析計(jì)算異常與理論異常誤差的主要來源。三、實(shí)驗(yàn)要求一.上延計(jì)算利用兩個(gè)水平圓柱體的正演疊加磁異常（進(jìn)行上延計(jì)算，畫出其向上延拓一倍點(diǎn)距的磁異常圖。比較上延前后的磁異常曲線特征，分析上延計(jì)算的作用。通過改變參與計(jì)算點(diǎn)數(shù)的變化，分析其對(duì)上延拓計(jì)算的影響，通過與理論異常對(duì)比分析其誤差來源。二．分量轉(zhuǎn)換利用單個(gè)水平圓柱體的正演磁異常進(jìn)行分量轉(zhuǎn)換，畫出Za,Ha的分量轉(zhuǎn)換圖。比較分量轉(zhuǎn)換前后的磁異常曲線，分析分量轉(zhuǎn)換的作用。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析，通過與理論異常對(duì)比分析其誤差來源。四、實(shí)驗(yàn)原理1、空間域向上延拓：換算平面位于實(shí)測平面之上。主要作用是，削弱局部異常干擾，反映深部異常。設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)位于計(jì)算點(diǎn)下方實(shí)測剖面上，以延拓高度為一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)距h時(shí)，計(jì)算點(diǎn)處AT異常的向上延拓計(jì)算釆用如下公式：TOC\o"1-5"\h\zEC八VAT(nh>0)[(n+22)h h 弋AT(nh,0) 4§2+^2的(°，—h)=V 丿i總§2+^2n=—8 (n—2)h n=—8向上延拓z=-mh的一般公式為：8AT(0f—mh)=CAT(0,0)+VC[AT(nhf0)+AT(-nhf0)]0 九n=—8剖面向上延拓計(jì)算原理：SU=0(z<0)｛〃lz=0=〃(筆0)上延平面：u(xfy)=—+8u(xfy)=—+8—8U(§,0)吋

(f—%)2+Z2上延h高度：u(0i)=工1廣1Z?0皿上延h高度：u(0i)=工1廣1Z?0皿i=—8Pu?U(0,—h)=/—Ltan—1 乙jn 4V2+32、原點(diǎn)處的磁異常分量換算公式Za—Ha?！?°)=$兔辺(片°)-乙(-和°)]i=1Ha—Za%°，°)=￡勺耳(和°)-心(弋,°)]i=1=1(1+iln^2);a.=丄lnLi±i;a =1(1+1加J)兀 2J 1n f. " 2冗 2 弭-1其中,珀磁異常分量換算原理1U(xtz)=——\SU=0(z<0)

機(jī)=0=心0)+8dU(^f0) r_ n LnJ(f—%)2+Z2dfoz—8dU(xfz) 1f+8dU(^f0)dr _—_I— _lnJ(^—x)2+Z2d^nJozox—81C+8dU(^f0) (^—x)=n[-—8dU(x,z)Za(xfy)=—^^^^_;Haxaz“ 、 df(f—X)2+Z2dU(x,z)3)=—"°f-(§7)(§7)H(xfy)=[Z(§,0)代、'、；dg

a J a (f—X)2+Z2—8在原平面上換算時(shí)Z=0,設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)則X=0:1(+81(乙0)

H(0,0)I 八J丿吋a 兀丿 飛—8五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告dx=5nx=81xmin=200x=xmin:dx:(xmin+(nx1)*dx)dy=5ny=81ymin=200y=ymin:dy:(ymin+(ny1)*dy)a=pi/2i1=pi/2i2=pi/2R1=2R2=15s1=pi*R"2s2=pi*R2入2u1=4*pi*10入(7)u2=4*pi*10A(7)M1=0.1M2=0.2m1=M1*s1m2=M2*s2l1=35D1=5l2=75D2=30x1=xl1x2=xl2Za1=(u1*m1*((Dl.A2x1.A2)*sin(i1)2*Dl*x1*cos(i1)))./(2*pi*(x1.A2+Dl.A2).A2)Za2=(u2*m2*((D2.八2x2.八2)*sin(i2)2*Dl*x2*cos(i2)))./(2*pi*(x2.八2+D2.A2).A2)Za=Za1+Za2Ha1=(u1*m1*((Dl.A2x1.A2)*cos(i1)+2*Dl*x1*sin(i1)))./(2*pi*(x1.A2+Dl.A2).A2)Ha2=(u2*m2*((D2.A2x2.A2)*cos(i2)+2*D2*x2*sin(i2)))./(2*pi*(x2.A2+D2.A2).A2)Ha=Ha1+Ha2Tl=(u1*m1*sin(i1)*((Dl.A2x1.A2)*sin(2*i1pi/2)2*Dl*x1*cos(i1pi/2)))./(2*pi*(x1.A2+Dl.A2).A2*sin(i1))T2=(u2*m2*sin(i2)*((D2.A2x2.A2)*sin(2*i2pi/2)2*D2*x2*cos(i2pi/2)))./(2*pi*(x2.A2+D2.A2).A2*sin(i2))T=T1+T2figure,plot(x,Za,x,Ha,x,T),xlabel('X?(m)'),ylabel('磁異常?(nT)')legend('Za','Ha','T'),title('理論磁異常主剖面圖')t=10nx=length(x);dx=1;Tu1=zeros(3,nx);form=1:3fori=(m*t+1):(nx-m*t)tmp=0;forj=(i-m*t):m:(i+m*t)k=(j-i)/m;tmp=tmp+T(j)*atan(4/(4*k*k+3))/pi;endTu1(m,i)=tmp;endendfigure,clf,plot(x,T,x,Tu1),xlabel('X(m)'),ylabel('T磁異常(nT)'),legend('原始異常','上延1倍異常','上延2倍異常','上延3倍異常'),title('向上延拓T磁異常');c=[0.4268,0.1749,0.1103,0.0813,0.0645,0.0536,0.0458,0.0400,0.0355,0.1759];n=length(c);Haa=zeros(1,60);Haa1=zeros(1,60);n1=length(Za);fori=(n+1):(n1-n)Hat=0;forj=1:nHat=Hat+c(j)*(Za(i+j)-Za(i-j));endHaa(i)=Hat;endfori=1:60Haa1(i)=-Haa(i+10);endx3=(xmin+(n)*5):5:(xmin+(nx-n-2)*5);figure,clf,plot(x,Za,x,Ha,x3,Haa1);title('Za轉(zhuǎn)換為Ha'),xlabel('X剖面走向/m'),ylabel('磁異常？nT');legend('Za','Ha','Za轉(zhuǎn)換后的Ha');Zaa=zeros(1,60);Zaa1=zeros(1,60);n2=length(Ha);fori=(n+1):(n2-n)Zat=0;forj=1:nZat=Zat+c(j)*(Ha(i+j)-Ha(i-j));end

Zaa(i)=Zat;endfori=1:60Zaa1(i)=Zaa(i+10);endx4=(xmin+(n)*5):5:(xmin+(nx-n-2)*5);figure,clf,plot(x,Ha,x,Za,x4,Zaa1);title('Ha轉(zhuǎn)換為Za'),xlabel('X剖面走向/m'),ylabel('磁異常(nT)');legend('Ha','Za','Ha轉(zhuǎn)換后的Za');-IM-HI!'：I I I

-IM-HI!'：I I I六：結(jié)果分析：1.向上延拓：向上延拓可以突出深部異常趨勢，壓制淺部礦體的異常。隨著延拓高度的逐漸增加，異常值逐漸減小。向上延拓的高度越高，異常曲線越接近深部場源的異常，異常峰值較好的反映了大型異