复杂地形条件下航磁三维解释的应用与研究.pdfVIP

·686· 中国地球物理2011 (19)地质调查和矿产勘查地球物理 复杂地形条件下的航磁三维解释应用研究 TheResearchof 3D Underthe Terrain AeromagneticInterpretationComplex 张洪瑞+周道卿朱晓颖 李少鹏 Zhu Li ZhangHongrui+ZhouDaoqingXiaoyingShaopeng 中国国土资源航空物探遥感中心 北京100083 1．前言 航磁资料的三维解释是指对航磁资料在三度空间的立体解释，其应用主要包括三个方面。第一是三维 可视化条件下的航磁异常定性解释；第二是曲面位场转换技术在航磁资料解释中的应用；第三是航磁异常 的三维正反演计算。 2．三维可视化技术在航磁资料解释的应用 三维可视化可以用于显示和描述航磁数据、飞行高度、地形变化及地下诸多地质特征。与传统平面解 释方法相比能够直观的帮助解释人员快速进行地形分析、并结合地质底图，可准确的选编矿致异常和圈定 断裂、岩体等地质构造特征。 由于航磁是通过飞机沿地形起伏飞行开展测量工作，由于飞机机动性能及飞行安全的考虑，飞机并不 能严格保持一定离地高度飞行，其飞行曲面与地形起伏面并不完全吻合。由于地形起伏的影响，磁性体产 生的磁场强度随飞行高度的变化产生急剧变化，这就会导致因地形影响而产生虚假异常信息。 为此，采用三维可视化技术，将磁场数据层、飞行高度曲面数据层、地形起伏曲面数据层(叠加地质 信息或遥感图像信息)进行三维空间立体展布，这对甄别因地形影响及飞行高度变化产生的非矿磁异常很 有帮助。 3．曲面位场转换技术在航磁资料解释的应用 在航磁测量中，其观测面是一个起伏曲面，有时还可能是一个间断曲面(比如航磁测量中不同时期飞 行资料的衔接处)。在这些测点上的航空磁力数据虽然经过各项校正，但所得到的航空磁力异常仍位于原 观测点位上，所以是一个曲面数据而不是平面数据。这给航空磁力异常的处理和解释带来了一些困难：第 一个是成图困难，目前的航磁测量飞z。--。JEi则是尽量靠近地表面飞行，在山区和平原的交界处就有可能采用 两个或两个以上的飞行高度，造成飞行资料出现“断阶”，为了能够统一成图，只好采用“调平”的办法强行 使其“统一”。第二个是认识上的困难，目前认识航空磁力异常的特点是基于平面模型来认识的，当航空磁 力异常位于曲面上时，表现出的有关特征与平面上的特征有很大差别，若还继续当成平面异常特征来对待 的话，就会“歪曲”异常的形态，甚至造成所谓的“假异常”，致使解释结果出现误差和错误。第三个是处理、 转换以及反演的困难，目前大多数航空磁力异常处理和转换以及反演都是基于平面规则网，不能直接使用 曲面非规则网。故必须建立一套精度高、速度速、能满足大数据量的航空磁力异常曲面处理和转换系统以 满足实际资料处理的要求。 国内外专家已提出过多种基于等效源层(卒间域)曲面位场延拓方法。国内主要是在国外的基础上开展 研究工作。第一类方法包括不同的等效源法、单层位和偶层位法，主要的研究者有：周熙襄等(1979)、杜 第二类方法主要包括调和级数法、_三角函数法、正弦级数法、球谐级数法等，主要的作者有：王忠敏和张 世浙等(2002)、刘金兰等(2007)。在航空磁力异常曲面处理和转换研究中fI屯l。 其中，以频率域偶层位曲面数据处理和转换方法实用性最好，该法不但可应用于规则网和非规则网、 平面和曲面之间的位场处理和转换：而且即适用于“弱地形”，也适用于“强地形”情况下的曲面处理和 中国地球物理2011 ·687· 转换。还克服了空间域偶层位法计算量大和分块处理存在的问题，使得对大数据量的处理成为可能。这一 方法是在常规傅立叶变换基础上，以单点傅立叶反变换技术为核心，实现了不规则网格频率域位场变换。 并研究给出了不同观测面(平面规则网、平面非规则网、曲面规则网、曲面非规则网)所对应的处理技术 和相关的措施，使得频率域偶层位法可以应用于平面和曲面、规则网和非规则网。研制成功的软件实现了