垂向电测深交互反演软件设计

垂向电测深交互反演软件设计 地质与勘探 第 37 卷 第 2 期Vol . 37 No . 2 GEOLOGY AND PROSPECTING March ,2001 2001 年 3 月 垂向电测深交互反演软件设计 翁爱华 ,刘国兴 () 吉林大学 ,长春 130026 [ 摘 要 ]新的一维电测深人 —机交互反演软件基于 Windows 操作环境 ,充分体现 Windows 界面风 格 ,更重要的是在人 —机交互方面做到操作简单 、使用灵活 。整个软件适应性强 ,性能稳定 ,在生产单位 得到使用 。 [ 关键词 ]垂向电测深 一维反演 人 —机交互软件 () [ 中图分类号 P631. 3[ 文献标识码 A[ 文章编号 0495 - 5331 200102 - 0062 - 02 垂直电测深是电法勘探的一种,收敛速度快 ,且对于初始模型具方法的稳定性好 常用方 法 , 尽 管 解 释 方 法 已 经 发 展 较大的容忍性 ,故在反演方法中得到广泛使用 。 到多维 , 但 是 一 维 的 电 测 深 解 释 方 交互反演得到比较合适的初始模型之后 ,利用该 法仍然很重要 。首先是一维解释的 法迭代两次便收敛到误差限以内 。技术方?法 快速 ,简单 ,能定性反映出地下介质 2 程序设计 的分 布 。其 次 , 一 维 反 演 是 高 维 反 程序设计采用 OOP 方法 ,将整个处理功能划 演的基础 。 为 4 个主要模块 ,即正演计算类 ,反演类 ,图 一维反演的常规方法是各种自动迭代方法 。但 绘制类和交互操作处理方法 。 通常这些方法初始模型逼近真实模型 ,同时 ,多 采用 OOP 方法的优点是程序的可重用性 。 解性也是自动反演的一个不容易解决的问 。人 — + + 用 C 的多态性和继承特征 ,我们设计了一个虚 机交互反演是很有效的反演方法 ,它充分利用解释 类 TModel ,由它派生出类 TresponseOnLayeredModel 者的经验 ,避免解释的多解性 。同时 ,在反演过程 , 现层状介质模型响应的定义 ,再通过该类导出实 考虑到交互反演模型的不精确性 ,提供了自动反演 用于模型响应计算的类 ,如垂向电测深类 、MT 类 的功能 。由于交互 反 演 的 结 果 比 较 接 近 实 际 的 模 偶源频率测深类 、瞬变测深类等 。这样 ,只要提供 型 ,故自动反演的结果很理想 。 + + 应的正演计算类 ,我们设计的程序程序框架便可 本文利用 Borland C 的 OWL 类库 , 开发出能 方便地嵌入各种一维电法勘探方法 ,从而实现多 在 Windows 环境下稳定运行的垂直电测深人 —机交 法的移植 。对于一维反演 , 设计了反演类模板 , 互反演 程 序 。该 程 序 充 分 利 用 Windows 的 图 形 界 面 ,使垂直电测深的人 —机交互操作界面友好 ,交互 ,可针对所有的一维电法勘探方法进行反演计算样 操作更简单 。用户通常只要按动鼠标即可完成反演 该软件也是本人在集成常用电法勘探方法的过程 过程 。因此 ,只要稍有专业知识 ,利用本软件即可进 完成设计的 。 行电测深的解释操作 。 人 —机交互程序设计一般遵循如下基本原则 一致性 、易操作 、及时反馈 、富有吸引力 、提供撤消 1 正反演方法 令等 。按照上述原则 ,在程序设计上 ,我们首先提 为了完成人 —机交互反演 ,必须进行垂直电测 充分友好的 Windows 风格的界面 。其次 , 当用户 深正演数值计算 。文中采用的是 O′Neill 的计算对 过某种途径修改模型参数后 ,相应的模型响应和称四极电测深视电阻率的滤波系数 ,具体公式如下 : 始观测数据及其对应的曲线会 立 即 同 时 显 示 在 ρ)(CT= 1 tj ij起 ,便于判断模型参数的合理性和响应曲线的拟 ? 情况 ,从而能够及时提供反馈信息 。ρ式中是某个极距的现电阻率响应 , C为 O′Neill 滤 t j 波器的滤波系数 , T离散空间特性函数 。 自动反演最后 ,软件易学易操作 。修改地层模型电阻 ij 采用广义逆迭代方法 。由于这种反演 和厚度参数是本交互反演的主要任务 ,为了容易 [ 收稿日期 1999 - 10 - 21 ; 责任编辑 ] 张启芳 。 62 接在模型曲线上修改模型 ,具体方法是 ,在模型区用直到模型响应曲线和实际野外视电阻率曲线基本重 鼠标左键选中待修改的层参数 ,比如某一层的电阻合 。图 1 给出了 A 型模型反演实例 。 图 1 垂向电测深人机交互反演设计效果 为了测试本软件的稳定性 ,我们设计了很多模,极易在野外生产中使用 ;的操作非常简单 ) 型和数据对程序进行试运行 。在模型上 ,我们设计 2 软 件 经 过 广 泛 的 测 试 , 性 能 稳 定 , 能 够 在 了从均匀半空间到含有 10 个电性层的地电断面等 Window95 ,98 和 Windows NT 环境下顺利地运行 , 值 各种模型进行试验 。在响应数据上 ,对各种曲线进 得用户信赖 ; ) 行了拟合 。同时对数据的合理性作必要的检验 ,并 3本软件虽然针对一维垂向电测深设计的 ,但 对不合理的操作和数据给出了明白的提示 。 很容易移植到其他电法勘探方法中去 ,从而为电法 为了使用的简便性 ,设计了一组典型的地电模 勘探一维解释的人 —机交互反演提供框架 。 [ 参考文献 ] 型 ,在操作时 ,可根据观测曲线的特点直接从这些典 1 姚文斌. 电测深数值计算与解释入门 M . 北京 : 地震出版社 , 型模型中选择初始模型进行人 - 机交互反演 。 1989 . + + 2 陈志全. Borland C 5 . 0 入门与提高 M . 北京 : 清华大学出版 3 结论 社 ,1997 . + + 张海藩. 软件设计导论M. 北京 :清华大学出版社 ,1998 . 3 ) 1本软件充分利用 Borland C 5 . 0 集成开发 + + 4 Faison T. Borland C 4 . 0 编程指南 M . 北京 : 清华大学出版 环境 ,设计出的程序界面非常友好 ,人 —机交互反演 社 ,1995 . PRO GRAM D ESIGNING O N 1 - D MAN - COMPUTER M UTUAL INVERSIO N OF VERTICAL EL ECTRICAL SO UND INGS WENG Ai - hua ,L IU Guo - xing Abstract :A new man - computer mutual inversion of one dimension inversion was designed under the Windows environment . The new inversion software dis2 played itself like a window. But the most important of the software was that it could be manipulated simply and freely. This software now is being used in the field interpretation because of its great stability and accuracy. Key words :VES , 1 - D inversion , software [ 第一作者简介 ] () 翁爱华 1969 年 - ,男 ,1993 年毕业于西安地质学院应用地球物理系地球物理勘探专业 ,1996 年在长 春地质学院获硕士学位 ,现任教于长春科技大学地球探测与信息技术学院 ,讲师 ,主要从事电法勘探教学和 研究工作 。