# 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。 --- ## 🖥️ 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