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:
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]
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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,$
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
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
切换到要编辑的参数选项卡
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
按 Enter 确认选择
双参数筛选
切换到"双参数编辑"选项卡
选择X轴和Y轴参数
点击"添加"创建新的筛选图表
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:
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
在工具栏中设置旋转角度(度)
或点击"最佳旋转角度"自动计算
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。
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:
在"自动旋转角度"列表中添加角度
系统在各角度下分别筛选
选择最优结果
筛选类型
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:
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
勾选"自动更新Rhoplus"
系统自动计算参考曲线
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
点击"添加Rhoplus角度"
选择预测模型
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:
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
点击"AI预测"按钮
选择预测方法
系统计算预测阻抗
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。
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
点击"曲线预测"按钮
设置地电模型参数
系统计算理论曲线
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
点击"MD参数"按钮
选择估计方法
调整参数(通常使用默认值)
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
勾选"时轴"选项
设置时区偏移
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
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。
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:
右键测点 →
远参考设置在对话框中配置远参考站
查看相干性曲线
保存设置
远参考处理建议
高质量远参考条件:
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
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
在工程树中选择测点
右键选择
编辑 → 通道旋转恢复设置各通道的旋转角度
点击确定应用旋转
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。
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
首先使用默认参数进行初步筛选
根据结果调整参数进行精细优化
对比多次运行结果确保稳定性
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。
graph LR
A[MT参数<br/>75+种] --> B[基本参数<br/>fre/lgfre/Time]
A --> C[阻抗张量<br/>Zxx/xy/yx/yy]
A --> D[倾子张量<br/>Tzx/Tzy]
A --> E[视电阻率<br/>Rxx/xy/yx/yy]
A --> F[相位张量<br/>α/β/Max/Min]
A --> G[相干度<br/>Coh/SNR]
A --> H[功率谱<br/>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:
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 = <EH*> / <HH*>
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:
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:
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 = |<XY*>|² / (<XX*><YY*>)
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
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 |
<Ex·Ex*> |
EyPSD |
MT_EyPSD |
Ey功率谱密度 |
<Ey·Ey*> |
HxPSD |
MT_HxPSD |
Hx功率谱密度 |
<Hx·Hx*> |
HyPSD |
MT_HyPSD |
Hy功率谱密度 |
<Hy·Hy*> |
HzPSD |
MT_HzPSD |
Hz功率谱密度 |
<Hz·Hz*> |
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
初学者:优先关注 rxy、ryx(视电阻率)和 zxyp、zyxp(相位)
质量控制:使用相干度(CohExHy、CohEyHx)和信噪比(SNR)
构造分析:关注相位张量参数(alpha、beta、skew)
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