# 数据筛选与估计
本章详细介绍MTDP的数据筛选和阻抗估计功能。
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## 🖥️ 数据筛选界面
### 界面布局
数据筛选界面分为多个选项卡:
```mermaid
graph TB
A[工具栏] --> B[选项卡区域]
B --> C1[视电阻率/相位]
B --> C2[阻抗张量]
B --> C3[倾子向量]
B --> C4[相位张量]
B --> D1[相干度]
B --> D2[信噪比]
B --> D3[频谱]
B --> E1[系统响应]
B --> E2[双参数编辑]
B --> E3[自动筛选]
style A fill:#e3f2fd
style B fill:#f5f5f5
style C1 fill:#e8f5e9
style D1 fill:#fff8e1
style E1 fill:#f3e5f5
```
| 选项卡 | 功能 |
|-------|------|
| 视电阻率/相位 | 编辑Rho和Phase数据 |
| 阻抗 | 编辑阻抗张量 |
| 倾子 | 编辑倾子向量 |
| 相位张量 | 查看相位张量参数 |
| 相干度 | 查看相干度曲线 |
| 信噪比 | 查看信噪比曲线 |
| 频谱 | 查看功率谱密度 |
| 系统响应 | 查看标定曲线 |
| 双参数编辑 | 双参数散点图筛选 |
| 自动筛选 | 设置自动筛选参数 |
### 工具栏
| 按钮 | 功能 |
|-----|------|
| 保存FC | 保存傅里叶系数 |
| 全选 | 选中所有数据 |
| 当前频率全选 | 选中当前频率的所有数据 |
| 显示误差棒 | 显示/隐藏误差棒 |
| 旋转角度 | 设置坐标旋转角度 |
---
## 📈 图表类型
### 视电阻率/相位
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| Rxx/Ryy | 对角元素视电阻率 |
| Rxy/Ryx | 非对角元素视电阻率 |
| Pxx/Pyy | 对角元素相位 |
| Pxy/Pyx | 非对角元素相位 |
### 阻抗张量
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| Z振幅 | 阻抗振幅 |
| Z相位 | 阻抗相位 |
| Z实部 | 阻抗实部 |
| Z虚部 | 阻抗虚部 |
### 倾子向量
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| T振幅 | 倾子振幅 |
| T相位 | 倾子相位 |
| T实部 | 倾子实部 |
| T虚部 | 倾子虚部 |
### 相位张量
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| PT元素 | 相位张量四个分量 |
| α/β | 相位张量主方向角 |
| Max/Min | 相位张量最大/最小值 |
| Skew1D/2D | 相位张量偏斜度 |
> **📖 理论背景:相位张量(Phase Tensor)**
>
> 相位张量是由Caldwell等(2004)提出的一种分析MT数据的新方法,**不依赖于地下电性结构的维性假设**。
>
> **定义**:将阻抗张量分解为实部和虚部 $\mathbf{Z} = \mathbf{X} + i\mathbf{Y}$,相位张量定义为:
>
> {math}
:label: eq-phase-tensor
\mathbf{\Phi} = \mathbf{X}^{-1}\mathbf{Y} = \begin{bmatrix} \Phi_{xx} & \Phi_{xy} \\ \Phi_{yx} & \Phi_{yy} \end{bmatrix}
>
> **主要参数:**
>
> | 参数 | 公式 | 物理意义 |
> |------|------|----------|
> | **主方向角 α** | $\alpha = \frac{1}{2}\arctan\left(\frac{\Phi_{xy}+\Phi_{yx}}{\Phi_{xx}-\Phi_{yy}}\right)$ | 电性结构主走向方向 |
> | **二维偏离度 β** | $\beta = \frac{1}{2}\arctan\left(\frac{\Phi_{xy}-\Phi_{yx}}{\Phi_{xx}+\Phi_{yy}}\right)$ | 偏离二维程度,$|\beta|<3°$可近似为二维 |
> | **椭圆率 λ** | $\lambda = \frac{\Phi_{max} - \Phi_{min}}{\Phi_{max} + \Phi_{min}}$ | 各向异性程度 |
> | **一维偏离度 κ** | $\kappa = \sqrt{\frac{(\Phi_{xx}-\Phi_{yy})^2 + 4\Phi_{xy}^2}{(\Phi_{xx}+\Phi_{yy})^2}}$ | 偏离一维程度 |
>
> **椭圆表示**:相位张量可用椭圆可视化,长轴=$\Phi_{max}$,短轴=$\Phi_{min}$,方向=主方向角$\alpha$。对于一维层状介质,相位张量为圆形。
### 相干度
**常相干度(Ordinary Coherency):**
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| CohEx | Ex道常相干度 |
| CohEy | Ey道常相干度 |
| CohHx | Hx道常相干度 |
| CohHy | Hy道常相干度 |
| CohHz | Hz道常相干度 |
**多道相干度(Multiple Channel Coherency):**
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| CohMEx | Ex与磁场多道相干 |
| CohMEy | Ey与磁场多道相干 |
| CohMHx | Hx与磁场多道相干 |
| CohMHy | Hy与磁场多道相干 |
| CohMHz | Hz与磁场多道相干 |
**偏相干度(Partial Coherency):**
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| PCohExHx | Ex-Hx偏相干 |
| PCohExHy | Ex-Hy偏相干 |
| PCohEyHx | Ey-Hx偏相干 |
| PCohEyHy | Ey-Hy偏相干 |
**重相干度(Bi-coherency):**
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| BiCohEx | Ex重相干度 |
| BiCohEy | Ey重相干度 |
| BiCohHx | Hx重相干度 |
| BiCohHy | Hy重相干度 |
### 其他参数
| 曲线 | 说明 |
|-----|------|
| CCZ Skew | 共轭阻抗偏斜度 |
| CCZ Theta | 共轭阻抗角度 |
| SNR | 信噪比 |
| 功率谱 | 各道功率谱密度 |
| 系统响应 | 标定曲线 |
| 极化方向 | 电/磁场极化 |
---
## 筛选操作
### 单参数筛选
```mermaid
graph TB
A[切换参数选项卡] --> B{选择方式?}
B -->|点选| C[点击数据点]
B -->|矩形选| D[拖动绘制矩形]
B -->|多边形选| E[依次点击顶点]
C --> F[按Enter确认]
D --> F
E --> F
F --> G[数据标记为剔除]
style A fill:#e3f2fd
style F fill:#c8e6c9
style G fill:#ffcdd2
```
1. 切换到要编辑的参数选项卡
2. 在图表上进行筛选:
- 点选:点击数据点
- 矩形选:拖动绘制矩形
- 多边形选:依次点击顶点
3. 按 Enter 确认选择
### 双参数筛选
1. 切换到"双参数编辑"选项卡
2. 选择X轴和Y轴参数
3. 点击"添加"创建新的筛选图表
4. 在散点图上筛选
### 撤销与重做
| 快捷键 | 功能 |
|-------|------|
| Ctrl + Z | 撤销 |
| Ctrl + Y | 重做 |
---
## 旋转角度
### 功能说明
设置坐标旋转角度,用于:
```mermaid
graph LR
A[旋转到构造主方向] --> D[优化数据质量]
B[获取TE/TM模式] --> D
C[寻找最佳主轴角度] --> D
style D fill:#c8e6c9
```
- 旋转到构造主方向
- 获取TE/TM模式
- 最佳主轴角度
### 操作方法
1. 在工具栏中设置旋转角度(度)
2. 或点击"最佳旋转角度"自动计算
3. 曲线自动更新
---
## 📏 马氏距离筛选
### 功能说明
使用马氏距离自动识别异常数据点。
```mermaid
graph TB
A[多维参数空间] --> B[计算协方差矩阵]
B --> C[计算马氏距离]
C --> D{距离 > 阈值?}
D -->|是| E[标记为异常点]
D -->|否| F[保留为正常点]
style A fill:#e3f2fd
style E fill:#ffcdd2
style F fill:#c8e6c9
```
### 操作方法
1️⃣ 设置阈值(默认5.0)
2️⃣ 设置迭代次数(默认5)
3️⃣ 点击"马氏距离筛选"
4️⃣ 查看筛选结果
> **📖 理论背景:马氏距离(Mahalanobis Distance)**
>
> 马氏距离考虑了变量之间的相关性和各变量的方差,能够更准确地衡量样本的异常程度。
>
> **定义**:对于p维随机向量$\mathbf{x}$,马氏距离定义为:
>
> {math}
:label: eq-mahalanobis
D_M(\mathbf{x}) = \sqrt{(\mathbf{x} - \boldsymbol{\mu})^T \mathbf{\Sigma}^{-1} (\mathbf{x} - \boldsymbol{\mu})}
>
> 式中$\boldsymbol{\mu}$为均值向量,$\mathbf{\Sigma}$为协方差矩阵。
>
> **在MT数据筛选中的应用**:将每个频点的数据视为多维向量,例如:
>
> {math}
:label: eq-data-vector
\mathbf{x}_i = [\log\rho_{xy}, \log\rho_{yx}, \varphi_{xy}, \varphi_{yx}]^T
>
> 计算每个频点的马氏距离,距离较大的频点被认为是离群点。
>
> **阈值确定方法:**
>
> | 方法 | 说明 |
> |------|------|
> | **卡方分布法** | $D_M^2$服从自由度为p的卡方分布,取$\chi_{p,1-\alpha}^2$为阈值 |
> | **百分位数法** | 选取某个百分位数(如95%或99%)作为阈值 |
> | **迭代法** | 每次剔除最大马氏距离点,直到分布稳定 |
>
> **优点**:综合考虑多个参数的相关性,对变量尺度不敏感,比单一参数筛选更加稳健。
---
## 🤖 自动筛选
### 筛选参数
| 参数 | 说明 |
|-----|------|
| 最大保留比例 | 保留数据的最大比例 |
| 最小保留比例 | 保留数据的最小比例 |
| 退出误差 | 迭代退出的误差阈值 |
| 自动百分比 | 自动筛选的百分比 |
### 自动旋转角度
可设置多个旋转角度进行自动筛选:
1. 在"自动旋转角度"列表中添加角度
2. 系统在各角度下分别筛选
3. 选择最优结果
### 筛选类型
```mermaid
graph TB
A[Rhoplus SA 谱分析] --> E[简单快速]
B[Rhoplus GA 遗传算法] --> F[中等复杂]
C[Rhoplus MOGA 多目标GA] --> G[复杂精确]
D[Full Z MOGA 全阻抗GA] --> G
style A fill:#e8f5e9
style B fill:#fff8e1
style C fill:#e3f2fd
style D fill:#f3e5f5
```
| 类型 | 说明 |
|-----|------|
| Rhoplus SA | Rhoplus谱分析筛选 |
| Rhoplus GA | Rhoplus遗传算法筛选 |
| Rhoplus MOGA | Rhoplus多目标遗传算法 |
| Full Z MOGA | 全阻抗多目标遗传算法 |
---
## 📐 Rhoplus参考曲线
### 功能说明
Rhoplus是一种基于1D层状模型的反演方法,用于:
```mermaid
graph LR
A[实测数据] --> B[1D反演]
B --> C[参考曲线]
C --> D[数据质量评估]
C --> E[异常识别]
C --> F[数据修复]
style A fill:#e3f2fd
style C fill:#c8e6c9
style E fill:#ffcdd2
```
- 数据质量评估
- 生成平滑的参考曲线
- 识别异常数据点
> **📖 理论背景:Rhoplus方法**
>
> Rhoplus方法由Parker和Booker(1996)提出,核心思想是**寻找与观测数据相容的最简单地下电阻率结构**。
>
> **基本原理**:如果存在一个一维层状模型能够完全解释观测的视电阻率数据,那么该模型就是与数据相容的最简单模型。Rhoplus方法寻找的是使拟合误差最小的一维模型。
>
> **目标函数**:
>
> {math}
:label: eq-rhoplus-objective
\min_{\boldsymbol{\rho}, \boldsymbol{h}} \sum_{i=1}^{N} w_i \left[\frac{\rho_a^{obs}(\omega_i) - \rho_a^{cal}(\omega_i, \boldsymbol{\rho}, \boldsymbol{h})}{\delta\rho_a(\omega_i)}\right]^2
>
> 式中:$\rho_a^{obs}$为观测视电阻率,$\rho_a^{cal}$为计算视电阻率,$\delta\rho_a$为观测误差,$\boldsymbol{\rho}$为各层电阻率,$\boldsymbol{h}$为各层厚度。
>
> **多角度Rhoplus**:对于二维或三维结构,不同方向的视电阻率曲线不同。通过旋转坐标系计算不同角度的Rhoplus响应:
>
> {math}
:label: eq-rotation-rho
\rho_a(\theta, \omega) = \frac{|Z_{xy}\cos^2\theta + (Z_{yy}-Z_{xx})\sin\theta\cos\theta - Z_{yx}\sin^2\theta|^2}{\omega\mu_0}
>
> **主要应用:**
>
> | 应用 | 说明 |
> |------|------|
> | **数据质量评估** | 如果数据能被一维Rhoplus很好拟合,说明数据质量高 |
> | **维性分析** | 比较不同方向Rhoplus响应差异,判断维性特征 |
> | **静态位移校正** | 检测近地表不均匀体引起的静态位移效应 |
> | **初始模型构建** | Rhoplus反演结果可作为2D/3D反演的初始模型 |
### Rhoplus计算方式
| 方法 | 说明 |
|-----|------|
| CalRhoplus | XY和YX同时反演 |
| CalRhoplusXY | 仅XY模式反演 |
| CalRhoplusYX | 仅YX模式反演 |
### 操作方法
1. 勾选"自动更新Rhoplus"
2. 系统自动计算参考曲线
3. 曲线叠加显示在图表上
### 输出结果
Rhoplus输出包括:
- 平滑后的视电阻率曲线
- 平滑后的相位曲线
- 1D层状模型参数(层数、层厚、电阻率)
### 添加预测曲线
1. 点击"添加Rhoplus角度"
2. 选择预测模型
3. 预测曲线显示在图表上
---
## 🧠 AI模型预测
### 功能说明
使用深度学习模型预测完整的阻抗张量,用于:
```mermaid
graph LR
A[实测数据] --> B[ZPredict模型]
B --> C[预测曲线]
C --> D[填补缺失数据]
C --> E[识别异常频点]
C --> F[提供参考曲线]
style B fill:#e3f2fd
style C fill:#c8e6c9
```
- 填补缺失数据
- 识别异常频点
- 提供参考曲线
### 预测方法
| 方法 | 算法 | 适用场景 |
|-----|------|---------|
| ModelPredict | ZPredict深度学习模型 | 一般数据 |
| ModelPredict1 | 中值滤波方法 | 简单平滑 |
| ModelPredict2 | 迭代优化方法 | 精细预测 |
### 操作方法
1. 点击"AI预测"按钮
2. 选择预测方法
3. 系统计算预测阻抗
4. 预测曲线叠加显示
### 使用建议
- 先进行基本筛选再使用AI预测
- 对比预测结果与实际数据
- 异常频点可参考预测值进行判断
---
## 理论曲线预测
### 功能说明
根据正演模型计算理论MT响应曲线。
```mermaid
graph LR
A[地电模型] --> B[正演计算]
B --> C[理论曲线]
C --> D[对比实测数据]
C --> E[识别异常]
C --> F[验证模型]
style C fill:#c8e6c9
```
### 操作方法
1. 点击"曲线预测"按钮
2. 设置地电模型参数
3. 系统计算理论曲线
4. 理论曲线叠加显示
### 导入/导出预测
- 点击"加载预测"导入预测模型
- 点击"保存预测"保存当前预测
---
## 🎯 Robust稳健估计
### 可用方法
| 方法 | 适用场景 |
|-----|---------|
| 最小二乘法 | 高质量数据 |
| Regression-M | 一般数据(推荐) |
| 重复中位数法 | 强干扰环境 |
| Robust+AI | 复杂噪声 |
### 参数设置
1. 点击"MD参数"按钮
2. 选择估计方法
3. 调整参数(通常使用默认值)
4. 应用设置
---
## 时轴显示
### 功能说明
按采集时间显示数据,用于识别时间相关的噪声。
### 操作方法
1. 勾选"时轴"选项
2. 设置时区偏移
3. 数据按时间顺序显示
---
## 传递调度
### 功能说明
查看和管理测点的传递函数估计结果。
### 操作方法
- 选择要保留的数据
- 选择要剔除的数据
---
## 🚀 实用处理流程
```mermaid
graph TB
A1[查看视电阻率] --> A2[应用Robust估计]
A2 --> A3[手动剔除异常点]
A3 --> A4[保存结果]
B1[查看相干度] --> B2[设置旋转角度]
B2 --> B3[启用Rhoplus参考]
B3 --> B4[精细筛选]
B4 --> B5[保存结果]
C1[查看相干度/SNR] --> C2[马氏距离筛选]
C2 --> C3[自动筛选]
C3 --> C4[多角度对比]
C4 --> C5[人工审核]
C5 --> C6[保存结果]
style A4 fill:#c8e6c9
style B5 fill:#c8e6c9
style C6 fill:#c8e6c9
```
### 👶 新手推荐
1️⃣ 查看视电阻率/相位曲线
2️⃣ 应用Robust估计
3️⃣ 手动剔除明显异常点
4️⃣ 保存结果
### ⭐ 高质量数据
1️⃣ 查看相干度曲线
2️⃣ 设置旋转角度
3️⃣ 启用Rhoplus参考曲线
4️⃣ 精细筛选
5️⃣ 保存结果
### ⚠️ 强干扰环境
1️⃣ 查看相干度和SNR
2️⃣ 使用马氏距离筛选
3️⃣ 应用自动筛选
4️⃣ 多角度对比
5️⃣ 人工审核
6️⃣ 保存结果
## XPR分组设置
XPR(交叉功率比)分组用于确定FFT窗口如何组合计算传递函数。
```mermaid
graph LR
A[平均模式]
B[排序模式]
C[随机模式]
D[最大XPR值] --> E[剔除过大窗口]
style A fill:#e8f5e9
style B fill:#fff8e1
```
### 分组类型
| 类型 | 名称 | 说明 |
|-----|------|------|
| 0 | 平均 | 所有窗口等权平均计算 |
| 1 | 排序 | 按XPR值排序后加权计算 |
| 2 | 随机 | 随机选取窗口组合 |
### MaxXPR参数
- **说明**: 最大允许的XPR值
- **默认值**: 100
- **作用**: 限制参与计算的窗口XPR范围,剔除XPR过大的异常窗口
### 使用建议
- **平均模式**: 适用于高质量数据,计算速度快
- **排序模式**: 适用于中等质量数据,可提高估计精度
- **随机模式**: 用于统计检验和误差估计
---
## 🌐 远参考站管理
### 功能说明
远参考(Remote Reference)是一种提高MT数据质量的技术,通过使用远离测点的参考站数据来降低噪声影响。
### 适用条件
| 条件 | 要求 |
|-----|------|
| 参考站距离 | 通常 > 10km |
| 时间同步 | 与本地站同时采集 |
| 电磁环境 | 参考站环境安静 |
| 相干性 | 与本地站相干性 > 0.7 |
### 远参考数据编辑 (RemoteReferenceEditForm)
**功能说明:**
编辑和配置远参考站的傅里叶系数数据。
**编辑内容:**
| 项目 | 说明 |
|-----|------|
| 参考站名称 | 远参考站标识 |
| 时间范围 | 数据采集时间 |
| 频率范围 | 可用频率范围 |
| 相干性 | 与本地站的相干性 |
**操作步骤:**
1. 右键测点 → `远参考设置`
2. 在对话框中配置远参考站
3. 查看相干性曲线
4. 保存设置
### 远参考处理建议
**高质量远参考条件:**
```mermaid
graph TB
A[参考站与本地站同时采集]
B[距离足够远 >10km]
C[电磁环境安静]
D[相干性良好 >0.7]
A --> E[消除本地噪声]
B --> E
C --> E
D --> E
style A fill:#e8f5e9
style E fill:#c8e6c9
```
**常见问题:**
| 问题 | 解决方案 |
|-----|---------|
| 相干性低 | 检查时间同步 |
| 数据缺失 | 确认参考站数据完整 |
| 噪声干扰 | 选择更安静的参考站 |
---
## 🔄 通道旋转恢复
### 功能说明
通道旋转恢复功能用于校正传感器方向偏差,通过旋转电磁场分量实现坐标系变换。
### 旋转角度设置
| 通道 | 范围 | 说明 |
|-----|------|------|
| Ex | -360° ~ +360° | X方向电场旋转角 |
| Ey | -360° ~ +360° | Y方向电场旋转角 |
| Hx | -360° ~ +360° | X方向磁场旋转角 |
| Hy | -360° ~ +360° | Y方向磁场旋转角 |
### 使用场景
```mermaid
graph LR
A[Ex' Ey' 传感器坐标系] --> B[旋转角度θ 坐标系变换]
B --> C[Ex Ey 地理坐标系]
style A fill:#ffcdd2
style C fill:#c8e6c9
```
- 传感器安装方向与地理北不一致
- 需要将数据转换到统一坐标系
- 远参考数据处理时的坐标对齐
- 多测点数据对比时的坐标标准化
### 操作步骤
1. 在工程树中选择测点
2. 右键选择 `编辑 → 通道旋转恢复`
3. 设置各通道的旋转角度
4. 点击确定应用旋转
5. 系统自动更新傅里叶系数数据
### 注意事项
- 旋转操作会修改原始傅里叶系数
- 建议在旋转前备份数据
- 旋转角度以逆时针为正方向
- Hz通道不受旋转影响
---
## 🧬 智能筛选算法
### 遗传算法概述
MTDP使用遗传算法进行MT数据智能筛选,自动优化数据质量。遗传算法模拟自然进化过程,通过选择、交叉和变异操作,逐步优化数据筛选方案。
```mermaid
graph TB
A[初始化种群] --> B[适应度评估]
B --> C{满足条件?}
C -->|否| D[选择优秀个体]
D --> E[交叉组合]
E --> F[变异]
F --> B
C -->|是| G[输出最优方案]
style A fill:#e3f2fd
style B fill:#fff8e1
style G fill:#c8e6c9
```
### 算法参数
| 参数 | 说明 | 典型值 |
|-----|------|--------|
| 种群大小 | 每代个体数量 | 50-200 |
| 迭代次数 | 进化代数 | 100-500 |
| 交叉率 | 个体交叉概率 | 0.7-0.9 |
| 变异率 | 基因变异概率 | 0.01-0.1 |
| 精英保留 | 保留最优个体数 | 1-5 |
### 优化目标
- **RMS最小化**:最小化数据与模型的残差
- **相干性最大化**:最大化通道间相干性
- **数据利用率**:最大化有效数据点数
### 多目标优化
支持NSGA-II多目标优化算法:
- Pareto最优解集
- 拥挤距离排序
- 外部档案管理
### 统计质量控制
**马氏距离过滤:**
- 协方差矩阵分析
- Huber加权稳健统计
- 迭代阈值优化
- 异常值自动检测
### 使用建议
1. 首先使用默认参数进行初步筛选
2. 根据结果调整参数进行精细优化
3. 对比多次运行结果确保稳定性
4. 结合人工筛选进行最终确认
### MT参数完整列表
MTDP支持75+种MT参数用于数据分析和筛选。以下按类别详细介绍各参数的定义、理论解释和计算公式。
```mermaid
graph LR
A[MT参数
75+种] --> B[基本参数
fre/lgfre/Time]
A --> C[阻抗张量
Zxx/xy/yx/yy]
A --> D[倾子张量
Tzx/Tzy]
A --> E[视电阻率
Rxx/xy/yx/yy]
A --> F[相位张量
α/β/Max/Min]
A --> G[相干度
Coh/SNR]
A --> H[功率谱
PSD/Spectra]
C --> C1[实部/虚部]
C --> C2[幅值/相位]
style A fill:#e3f2fd
style C fill:#e8f5e9
style E fill:#fff8e1
style F fill:#f3e5f5
```
MTDP支持75+种MT参数用于数据分析和筛选。以下按类别详细介绍各参数的定义、理论解释和计算公式。
#### 基本参数
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 单位 |
|--------|----------|------|------|
| fre | MT_fre | 频率 | Hz |
| lgfre | MT_lgfre | 对数频率(log10) | log(Hz) |
| Time | MT_Time | 时间 | s |
#### 阻抗张量实部与虚部(单位:Ω)
阻抗张量Z描述电场与磁场之间的关系:
```mermaid
graph TB
Z[阻抗张量Z]
Hx[Hx X方向磁场]
Hy[Hy Y方向磁场]
Ex[Ex X方向电场]
Ey[Ey Y方向电场]
R1[Zxx: Hx→Ex]
R2[Zxy: Hy→Ex]
R3[Zyx: Hx→Ey]
R4[Zyy: Hy→Ey]
Hx --> Z
Hy --> Z
Z --> Ex
Z --> Ey
style Z fill:#e3f2fd
style Hx fill:#e8f5e9
style Hy fill:#e8f5e9
style Ex fill:#fff8e1
style Ey fill:#fff8e1
```
**理论公式:**
```
[Ex] [Zxx Zxy] [Hx]
[Ey] = [Zyx Zyy] [Hy]
```
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| zxxr | MT_zxxr | Zxx实部 | Re(Zxx) |
| zxxi | MT_zxxi | Zxx虚部 | Im(Zxx) |
| zxyr | MT_zxyr | Zxy实部 | Re(Zxy) |
| zxyi | MT_zxyi | Zxy虚部 | Im(Zxy) |
| zyxr | MT_zyxr | Zyx实部 | Re(Zyx) |
| zyxi | MT_zyxi | Zyx虚部 | Im(Zyx) |
| zyyr | MT_zyyr | Zyy实部 | Re(Zyy) |
| zyyi | MT_zyyi | Zyy虚部 | Im(Zyy) |
**Gamble估计公式:**
```
Z = /
其中:E为电场,H为磁场,*表示共轭,<>表示平均
```
#### 阻抗张量幅值与相位
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| zxxa | MT_zxxa | Zxx幅值 | \|Zxx\| = √(zxxr² + zxxi²) |
| zxxp | MT_zxxp | Zxx相位 | atan2(zxxi, zxxr) × 180/π |
| zxya | MT_zxya | Zxy幅值 | \|Zxy\| = √(zxyr² + zxyi²) |
| zxyp | MT_zxyp | Zxy相位 | atan2(zxyi, zxyr) × 180/π |
| zyxa | MT_zyxa | Zyx幅值 | \|Zyx\| = √(zyxr² + zyxi²) |
| zyxp | MT_zyxp | Zyx相位 | atan2(zyxi, zyxr) × 180/π |
| zyya | MT_zyya | Zyy幅值 | \|Zyy\| = √(zyyr² + zyyi²) |
| zyyp | MT_zyyp | Zyy相位 | atan2(zyyi, zyyr) × 180/π |
> **注意:** zxxp1/zxyp1/zyxp1/zyyp1为第一象限相位(0-90°)
#### 倾子张量(无量纲)
倾子T描述垂直磁场与水平磁场的关系:
**理论公式:**
```
Hz = Tzx·Hx + Tzy·Hy
```
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| tzxr | MT_tzxr | Tzx实部 | Re(Tzx) |
| tzxi | MT_tzxi | Tzx虚部 | Im(Tzx) |
| tzyr | MT_tzyr | Tzy实部 | Re(Tzy) |
| tzyi | MT_tzyi | Tzy虚部 | Im(Tzy) |
| tzxa | MT_tzxa | Tzx幅值 | \|Tzx\| |
| tzxp | MT_tzxp | Tzx相位 | atan2(tzxi, tzxr) × 180/π |
| tzya | MT_tzya | Tzy幅值 | \|Tzy\| |
| tzyp | MT_tzyp | Tzy相位 | atan2(tzyi, tzyr) × 180/π |
#### 视电阻率(单位:Ω·m)
**理论公式:**
```
ρij = (1/ωμ₀) × |Zij|²
其中:ω = 2πf,μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m
```
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| rxx | MT_rxx | ρxx视电阻率 | (1/ωμ₀) × \|Zxx\|² |
| rxy | MT_rxy | ρxy视电阻率 | (1/ωμ₀) × \|Zxy\|² |
| ryx | MT_ryx | ρyx视电阻率 | (1/ωμ₀) × \|Zyx\|² |
| ryy | MT_ryy | ρyy视电阻率 | (1/ωμ₀) × \|Zyy\|² |
| lgrxx | MT_lgrxx | log₁₀(ρxx) | log₁₀(rxx) |
| lgrxy | MT_lgrxy | log₁₀(ρxy) | log₁₀(rxy) |
| lgryx | MT_lgryx | log₁₀(ρyx) | log₁₀(ryx) |
| lgryy | MT_lgryy | log₁₀(ρyy) | log₁₀(ryy) |
> **常用:** ρxy和ρyx是MT解释的主要参数
#### 阻抗方差
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 用途 |
|--------|----------|------|------|
| ZxxVar | MT_ZxxVar | Zxx方差 | 数据质量评估 |
| ZxyVar | MT_ZxyVar | Zxy方差 | 数据质量评估 |
| ZyxVar | MT_ZyxVar | Zyx方差 | 数据质量评估 |
| ZyyVar | MT_ZyyVar | Zyy方差 | 数据质量评估 |
| TzxVar | MT_TzxVar | Tzx方差 | 数据质量评估 |
| TzyVar | MT_TzyVar | Tzy方差 | 数据质量评估 |
#### 视电阻率与相位方差
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| rxxvar | MT_rxxvar | ρxx方差 | 基于Zxx方差传播 |
| rxyvar | MT_rxyvar | ρxy方差 | 基于Zxy方差传播 |
| ryxvar | MT_ryxvar | ρyx方差 | 基于Zyx方差传播 |
| ryyvar | MT_ryyvar | ρyy方差 | 基于Zyy方差传播 |
| lgrxxvar | MT_lgrxxvar | log(ρxx)方差 | 数据筛选 |
| lgrxyvar | MT_lgrxyvar | log(ρxy)方差 | 数据筛选 |
| lgryxvar | MT_lgryxvar | log(ρyx)方差 | 数据筛选 |
| lgryyvar | MT_lgryyvar | log(ρyy)方差 | 数据筛选 |
| pxxvar | MT_pxxvar | φxx方差 | 相位误差 |
| pxyvar | MT_pxyvar | φxy方差 | 相位误差 |
| pyxvar | MT_pyxvar | φyx方差 | 相位误差 |
| pyyvar | MT_pyyvar | φyy方差 | 相位误差 |
#### 相位张量
相位张量Φ是归一化阻抗张量的实部,用于分析地下构造:
```mermaid
graph TB
PT[相位张量Φ]
Alpha[α角 主轴方向]
Beta[β角 三维性指标]
Pmax[Φmax 最大主值]
Pmin[Φmin 最小主值]
D1[β≈0° → 二维构造]
D2[β>0° → 三维构造]
PT --> Alpha
PT --> Beta
PT --> Pmax
PT --> Pmin
Beta --> D1
Beta --> D2
style PT fill:#e3f2fd
style Alpha fill:#e8f5e9
style Beta fill:#fff8e1
style D1 fill:#c8e6c9
style D2 fill:#ffcdd2
```
**理论公式:**
```
Φ = Re(Z) / |ωμ₀| = [Φxx Φxy]
[Φyx Φyy]
```
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 用途 |
|--------|----------|------|------|
| ptxx | MT_ptxx | Φxx | 相位张量分量 |
| ptxy | MT_ptxy | Φxy | 相位张量分量 |
| ptyx | MT_ptyx | Φyx | 相位张量分量 |
| ptyy | MT_ptyy | Φyy | 相位张量分量 |
| alpha | MT_alpha | α角 | 主轴方向角 |
| beta | MT_beta | β角 | 构造三维性指示 |
| pmax | MT_pmax | Φmax | 最大主值 |
| pmin | MT_pmin | Φmin | 最小主值 |
| ptskew1d | MT_ptskew1d | 1D偏斜度 | 一维偏离度 |
| ptskew2d | MT_ptskew2d | 2D偏斜度 | 二维偏离度 |
**解释:**
- **β ≈ 0°**:二维构造
- **β > 0°**:三维构造
- **skew较小**:近二维构造
#### 共轭阻抗变换
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 用途 |
|--------|----------|------|------|
| cczxxr | MT_cczxxr | 共轭Zxx实部 | 构造分析 |
| cczxxi | MT_cczxxi | 共轭Zxx虚部 | 构造分析 |
| cczxyr | MT_cczxyr | 共轭Zxy实部 | 构造分析 |
| cczxyi | MT_cczxyi | 共轭Zxy虚部 | 构造分析 |
| cczyxr | MT_cczyxr | 共轭Zyx实部 | 构造分析 |
| cczyxi | MT_cczyxi | 共轭Zyx虚部 | 构造分析 |
| cczyyr | MT_cczyyr | 共轭Zyy实部 | 构造分析 |
| cczyyi | MT_cczyyi | 共轭Zyy虚部 | 构造分析 |
| ccztheta | MT_ccztheta | 共轭旋转角 | 主轴方向 |
| cczskew1d | MT_cczskew1d | 共轭1D偏斜 | 构造维数 |
| cczskew2d | MT_cczskew2d | 共轭2D偏斜 | 构造维数 |
#### 相干度
相干度衡量两个信号之间的线性相关程度:
```mermaid
graph TB
A[通道间相干度]
B[远参考相干度]
C[偏相干度]
D[多重相干度]
E[γ² > 0.7 优秀数据]
F[γ² 0.5-0.7 良好数据]
G[γ² < 0.5 数据质量差]
A --> E
A --> F
A --> G
B --> E
C --> E
D --> E
style A fill:#e3f2fd
style B fill:#e8f5e9
style C fill:#fff8e1
style D fill:#f3e5f5
style E fill:#c8e6c9
style F fill:#fff9c4
style G fill:#ffcdd2
```
**理论公式:**
```
γ² = ||² / ()
范围:0 ≤ γ² ≤ 1
```
**通道间相干度:**
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 典型范围 |
|--------|----------|------|----------|
| CohExHy | MT_CohExHy | Ex-Hy相干度 | 0.5-0.95 |
| CohExHx | MT_CohExHx | Ex-Hx相干度 | 0.3-0.8 |
| CohEyHx | MT_CohEyHx | Ey-Hx相干度 | 0.5-0.95 |
| CohEyHy | MT_CohEyHy | Ey-Hy相干度 | 0.3-0.8 |
**远参考相干度(带Rx/Ry):**
| 参数名 | 内部名称 | 说明 |
|--------|----------|------|
| CohExRx | MT_CohExRx | Ex-远参考X相干度 |
| CohExRy | MT_CohExRy | Ex-远参考Y相干度 |
| CohEyRx | MT_CohEyRx | Ey-远参考X相干度 |
| CohEyRy | MT_CohEyRy | Ey-远参考Y相干度 |
| CohHxRx | MT_CohHxRx | Hx-远参考X相干度 |
| CohHxRy | MT_CohHxRy | Hx-远参考Y相干度 |
| CohHyRx | MT_CohHyRx | Hy-远参考X相干度 |
| CohHyRy | MT_CohHyRy | Hy-远参考Y相干度 |
**偏相干度:**
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| CohpExHx | MT_CohpExHx | Ex-Hx偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpExHy | MT_CohpExHy | Ex-Hy偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpEyHx | MT_CohpEyHx | Ey-Hx偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpEyHy | MT_CohpEyHy | Ey-Hy偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpHxEx | MT_CohpHxEx | Hx-Ex偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpHxEy | MT_CohpHxEy | Hx-Ey偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpHyEx | MT_CohpHyEx | Hy-Ex偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpHyEy | MT_CohpHyEy | Hy-Ey偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpHzHx | MT_CohpHzHx | Hz-Hx偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
| CohpHzHy | MT_CohpHzHy | Hz-Hy偏相干 | (γb - γ1)/(1-γ1) |
**多重相干度:**
| 参数名 | 内部名称 | 说明 |
|--------|----------|------|
| CohbEx | MT_CohbEx | Ex多重相干度 |
| CohbEy | MT_CohbEy | Ey多重相干度 |
| CohbHx | MT_CohbHx | Hx多重相干度 |
| CohbHy | MT_CohbHy | Hy多重相干度 |
| CohbHz | MT_CohbHz | Hz多重相干度 |
#### 信号与噪声
```mermaid
graph LR
A1[Ex信号功率] --> C1[Ex信噪比]
B1[Ex噪声功率] --> C1
A2[Ey信号功率] --> C2[Ey信噪比]
B2[Ey噪声功率] --> C2
A3[Hx信号功率] --> C3[Hx信噪比]
B3[Hx噪声功率] --> C3
A4[Hy信号功率] --> C4[Hy信噪比]
B4[Hy噪声功率] --> C4
style A1 fill:#e8f5e9
style B1 fill:#ffcdd2
style C1 fill:#e3f2fd
```
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 单位 |
|--------|----------|------|------|
| exsignal | MT_exsignal | Ex信号功率 | V²/m² |
| eysignal | MT_eysignal | Ey信号功率 | V²/m² |
| hxsignal | MT_hxsignal | Hx信号功率 | nT² |
| hysignal | MT_hysignal | Hy信号功率 | nT² |
| rxsignal | MT_rxsignal | Rx信号功率 | nT² |
| rysignal | MT_rysignal | Ry信号功率 | nT² |
| exnoise | MT_exnoise | Ex噪声功率 | V²/m² |
| eynoise | MT_eynoise | Ey噪声功率 | V²/m² |
| hxnoise | MT_hxnoise | Hx噪声功率 | nT² |
| hynoise | MT_hynoise | Hy噪声功率 | nT² |
| rxnoise | MT_rxnoise | Rx噪声功率 | nT² |
| rynoise | MT_rynoise | Ry噪声功率 | nT² |
**信噪比(SNR):**
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| exsnr | MT_exsnr | Ex信噪比 | signal/noise |
| eysnr | MT_eysnr | Ey信噪比 | signal/noise |
| hxsnr | MT_hxsnr | Hx信噪比 | signal/noise |
| hysnr | MT_hysnr | Hy信噪比 | signal/noise |
| rxsnr | MT_rxsnr | Rx信噪比 | signal/noise |
| rysnr | MT_rysnr | Ry信噪比 | signal/noise |
#### 功率谱密度
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| ExPSD | MT_ExPSD | Ex功率谱密度 | |
| EyPSD | MT_EyPSD | Ey功率谱密度 | |
| HxPSD | MT_HxPSD | Hx功率谱密度 | |
| HyPSD | MT_HyPSD | Hy功率谱密度 | |
| HzPSD | MT_HzPSD | Hz功率谱密度 | |
| lgExPSD | MT_lgExPSD | log(Ex PSD) | log₁₀(ExPSD) |
| lgEyPSD | MT_lgEyPSD | log(Ey PSD) | log₁₀(EyPSD) |
| lgHxPSD | MT_lgHxPSD | log(Hx PSD) | log₁₀(HxPSD) |
| lgHyPSD | MT_lgHyPSD | log(Hy PSD) | log₁₀(HyPSD) |
| lgHzPSD | MT_lgHzPSD | log(Hz PSD) | log₁₀(HzPSD) |
#### 频谱幅值
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| ExSpectra | MT_ExSpectra | Ex频谱幅值 | √(ExPSD) |
| EySpectra | MT_EySpectra | Ey频谱幅值 | √(EyPSD) |
| HxSpectra | MT_HxSpectra | Hx频谱幅值 | √(HxPSD) |
| HySpectra | MT_HySpectra | Hy频谱幅值 | √(HyPSD) |
| HzSpectra | MT_HzSpectra | Hz频谱幅值 | √(HzPSD) |
| lgExSpectra | MT_lgExSpectra | log(Ex Spectra) | log₁₀(ExSpectra) |
| lgEySpectra | MT_lgEySpectra | log(Ey Spectra) | log₁₀(EySpectra) |
| lgHxSpectra | MT_lgHxSpectra | log(Hx Spectra) | log₁₀(HxSpectra) |
| lgHySpectra | MT_lgHySpectra | log(Hy Spectra) | log₁₀(HySpectra) |
| lgHzSpectra | MT_lgHzSpectra | log(Hz Spectra) | log₁₀(HzSpectra) |
#### 极化参数
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| EPolar | MT_EPolar | 电场极化角 | arctan(2×Exy/(Exx-Eyy))×180/π |
| HPolar | MT_HPolar | 磁场极化角 | arctan(2×Hxy/(Hxx-Hyy))×180/π |
| HRPolar | MT_HRPolar | 远参考极化差 | HPolar - RRPolar |
#### 阻抗行列式
| 参数名 | 内部名称 | 说明 | 计算公式 |
|--------|----------|------|----------|
| DetZr | MT_DetZr | det(Z)实部 | Re(Zxx·Zyy - Zxy·Zyx) |
| DetZi | MT_DetZi | det(Z)虚部 | Im(Zxx·Zyy - Zxy·Zyx) |
| DetZa | MT_DetZa | det(Z)幅值 | \|Zxx·Zyy - Zxy·Zyx\| |
| DetZp | MT_DetZp | det(Z)相位 | arg(Zxx·Zyy - Zxy·Zyx) |
#### 数据筛选常用参数推荐
**推荐用于数据质量筛选的参数组合:**
| 筛选类型 | 推荐参数 | 筛选标准 |
|----------|----------|----------|
| 相干度筛选 | CohExHy, CohEyHx | > 0.7 (优秀), > 0.5 (合格) |
| 扩展相干度 | CohExRx, CohExRy, CohEyRx, CohEyRy, CohHxRx, CohHxRy, CohHyRx, CohHyRy | > 0.7 (优秀), > 0.5 (合格) |
| 信噪比筛选 | exsnr, eysnr, hxsnr, hysnr | > 3 (推荐) |
| 扩展信噪比 | rxsnr, rysnr | > 3 (推荐) |
| 阻抗误差筛选 | rxxvar, rxyvar, ryxvar, ryyvar | 越小越好 |
| 相位误差筛选 | pxxvar, pxyvar, pyxvar, pyyvar | 越小越好 |
| 三维性筛选 | beta, ptskew1d, ptskew2d, theta, cczskew1d, cczskew2d | < 3° (近2D), < 6° (可接受) |
#### 参数使用建议
1. **初学者**:优先关注 rxy、ryx(视电阻率)和 zxyp、zyxp(相位)
2. **质量控制**:使用相干度(CohExHy、CohEyHx)和信噪比(SNR)
3. **构造分析**:关注相位张量参数(alpha、beta、skew)
4. **噪声诊断**:检查功率谱密度和各通道噪声水平
#### EDI数据导出
MTDataPro支持标准EDI格式导出,用于与其他MT软件进行数据交换。
**导出方式:**
站点导出 → EDI
**导出选项:**
| 选项 | 说明 |
|------|------|
| 阻抗数据 | 导出阻抗张量数据(Zxx, Zxy, Zyx, Zyy) |
| 倾子数据 | 导出倾子向量数据(Tzx, Tzy) |
**说明:**
- EDI(Electrical Data Interchange)是MT数据的标准交换格式
- 支持导出完整的阻抗张量和倾子向量
- 可选择导出阻抗和/或倾子部分
#### 其他导出格式
MTDataPro支持多种数据导出格式:
| 格式 | 说明 | 用途 |
|------|------|------|
| **EDI** | 标准MT数据交换格式 | 与其他MT软件交换数据 |
| **SpeEDI** | 仅频谱段 | 频谱分析软件 |
| **ZTEDI** | 阻抗+倾子 | 包含完整传输函数 |
| **MTpyEDI** | MTpy兼容格式 | Python MTpy库兼容 |
| **PLTEDI** | 含视电阻率相位 | 直接查看ρa和φ |
| **参数文件(.dat)** | 导出所有筛选参数 | 批量数据筛选 |
| **CSV** | 逗号分隔值 | Excel/统计分析 |
| **XML** | 标记语言格式 | 数据备份/迁移 |
| **JSON** | JavaScript对象格式 | Web应用/API |
| **GMT** | 时间序列格式 | Generic Mapping Tools |
| **KML/KMZ** | 地理标记语言 | Google Earth可视化 |
**导出方式:**
- 站点级导出:工程树中选择测点 → 右键 → 相应导出选项
- 分组级导出:工程树中选择测段 → 右键 → 批量导出
- 工区级导出:工程树中选择工区 → 右键 → 导出KML/KMZ