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]
    
    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,$

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
    
  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:

        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。

        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

        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

  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:

        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。

        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

        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:

  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:

        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

  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。

        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。

        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

  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