3D高密度反演程序說明

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3D高密度電法反演程序

3DRESver.2.2forWIN98/Me/2000/XP/2023

使用說明

3DRES

快速3-D電阻率&IP反演，使用最小二乘法；

全中文操作界面，所有功能、操作說明都集成在對話框各提醒框中，使你不需看說明書即可理解各項參數(shù)的意義及使用方法；

支持的排列有溫納系列，三極、單-單極，雙偶極，赤道雙偶極等多種；

支持視電阻率、電阻率、激電（時間域視極化率、頻率域相位角、金屬因子、頻比率等）；內(nèi)置地形改正功能，數(shù)據(jù)中包含地形數(shù)據(jù)時，程序?qū)⒆詣幼鞯匦胃恼?，結(jié)果可以帶高程顯示；

特有的水下、水面、水陸解釋功能；支持大網(wǎng)度三維勘探；

多種格式兼容、轉(zhuǎn)換，幾何可以讀取國內(nèi)、外所有主要儀器輸出數(shù)據(jù)；多種反演參數(shù)、反演方法，可讓程序按你的要求得出最真實的結(jié)果；完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控、檢測功能，能保證不讓非法、錯誤或可疑的數(shù)據(jù)參與反演；多種結(jié)果顯示方式，能讓你從不同角度了解、分析反演結(jié)果；一切為結(jié)果的真實性考慮，是現(xiàn)有此類軟件中最優(yōu)秀的反演解釋系統(tǒng)；

配有相應(yīng)的正演模型軟件，可以為你工作裝置及方法的選擇提供幫助，和進(jìn)行三維電成像研究。

簡介

3DRES用于處理三維電阻率成像測量(LiandOldenburg1992,Whiteatal.2023)數(shù)據(jù)，它能根據(jù)所測數(shù)據(jù)自動形成三維電阻率模型。在這類測量中，電極按矩形網(wǎng)格排列（圖1）。需要強(qiáng)調(diào)一點，三維電成像測量并不僅僅是由一系列二維數(shù)據(jù)迭加而成，而是成熟的三維反演方法，有它自身的應(yīng)用特點。實際工作中使用的主要三維電極排列，如pole-pole,pole-dipole和dipole-dipole等的狀況在附錄A,B和C中有較詳細(xì)的說明。在有關(guān)的電成像測量教程(Loke2023)中也可找到相關(guān)資料。上面列出的幾種排列是三維電成像測量中經(jīng)常使用的排列，其他排列由于有效數(shù)據(jù)覆蓋范圍較少而很少使用。當(dāng)計算機(jī)擁有1.5GBRAM時，本程序支持的網(wǎng)度可達(dá)到77×77(或5929)個電極點位!

圖1.一個三維電成像測量的排列示意圖。

安裝軟件

當(dāng)您拿本軟件光盤后，運行Setup.exe，將軟件安裝至C:\\3DRES目錄中，插入USB加密鎖后，雙擊3DRES.EXE即可運行該二維高密度電法反演程序。

3DRES是一個32-bitWindows程序，運行在Windows95/98/XP/NT系統(tǒng)下。要求最小內(nèi)存大小為32MB，假使具備64MB或128MB內(nèi)存，其性能可以達(dá)到更好的發(fā)揮。要求至少200MB硬盤空間，以用于程序臨時文件的存儲。

推薦使用的屏幕分辯率為800×600，或1024×768，或1280×1024，顯示卡為256色SVGA圖形卡。假使你使用16-bit或24-bit位的SuperVGA圖形卡，你應(yīng)當(dāng)將其設(shè)置為256（8-bit）色模式，在這一模式下程序運行速度更快。

假使計算機(jī)性能較差，在運行3DRES時請關(guān)閉其它對內(nèi)存占用較大的程序，如Word、CAD等。文件清單

安裝包中應(yīng)當(dāng)包含了以下文件：3DRES.EXEROOTS7.DATSEPTIC.DATPIPE3D.DATGRID7X7.DATBLK15PPL.DATBLK15PDP.DAT

主反演程序

網(wǎng)度為7×7野外實測數(shù)據(jù).在化糞池（septictan）場地上以8×7網(wǎng)度測得的野外數(shù)據(jù)

在地下管道（pipe）場地上以8×9網(wǎng)度測得的野外數(shù)據(jù)

網(wǎng)度為7×7模型數(shù)據(jù),單極-單極排列(Pole-pole)

網(wǎng)度為15×15模型數(shù)據(jù),單極-單極排列(Pole-pole)

網(wǎng)度為15×15模型數(shù)據(jù),單極-偶極排

列(Pole-dipole)。

BLK15DDP.DATMODEL3IP.DATGRID8X8.DATMOD3DFIX.DATBLOCK26W.DATBLOCK26S.DATBLOCK11T.DAT3DRES.HLP

網(wǎng)度為15×15模型數(shù)據(jù),偶極-偶極排列(Dipole-dipole)。

包含電阻率和激電（IP）數(shù)據(jù)的實例。網(wǎng)度為8×8模型數(shù)據(jù),單極-單極排列(Pole-pole)。

某一模型電阻率斷面由用戶固定的實例數(shù)據(jù)。

一個溫納(Wenner)排列的例子。一個溫納施侖貝爾排列的例子。一個包含地形數(shù)據(jù)的例子幫助文件

原理簡述

本軟件所使用的反演程序是基于圓滑約束最小二乘法，使用了基于準(zhǔn)牛頓最優(yōu)化非線性最小二乘法的新算法。使得大數(shù)據(jù)量下的計算速度較常規(guī)最小二乘法快10倍以上且占用內(nèi)存較少。圓滑約束最小二乘法基于以下方程：

其中F=fxfx’+fzfz’

fx=水平平滑濾波系數(shù)矩陣fz=垂直平滑濾波系數(shù)矩陣J=偏導(dǎo)數(shù)矩陣J’=J的轉(zhuǎn)置矩陣u=阻尼系數(shù)d=模型參數(shù)修改矢量g=殘差矢量

這種算法的一個優(yōu)點是可以調(diào)理阻尼系數(shù)和平滑濾波器以適應(yīng)不同類型的資料。反演也可以使用常規(guī)高斯－牛頓法，每次迭代后重新計算偏導(dǎo)數(shù)的雅克比（Jacobian）矩陣。它的反演速度比準(zhǔn)牛頓慢得多，但在電阻率差異大于10:1的高電阻率差異地區(qū)，效果要稍好一些，反演迫近也可以在其次或第三次迭代以前，使用高斯－牛頓法，然后使用

(J’J+uF)d=J’g

準(zhǔn)牛頓法，在大量狀況下，這提供了一個最正確折衷選擇。

除平滑約束法外，其它的反演方法也效。用戶可以選擇直接對模型電阻率使用平滑約束法，這樣能夠提供一個最優(yōu)的平滑模型(看第8部分)。.另外，在某些狀況下，例如模型邊界值突變猛烈時，還可以使用強(qiáng)制模型反演法。無論如何，反演方法的選擇不能千遍一律，應(yīng)根據(jù)所測數(shù)據(jù)的實際狀況來選擇。

程序?qū)⒌叵码娦泽w分成大量小的矩形棱柱體，即模型單元塊，并盡量計算確定各棱柱體的視電阻率值，使其與觀測的視電阻率值保持最小的差值。圖2a顯示了一種可能的劃分方式。這里，頂部層每一棱柱上面的每一個角都有一根電極。除此之外，本程序還支持另外兩種劃分方式。其中一種方式是對上部幾個層沿水平方向按電極的半寬度劃分棱柱體，如圖2c所示，第三種方式是對上部幾個層沿水平和垂直方向按電極的半寬度劃分棱柱體，如圖2b所示。由于電阻率法的分辯率隨深度的增加迅速減少，經(jīng)驗說明，對模型塊的再次劃分僅對頂部兩層有益，在大多數(shù)狀況下，僅對頂部層進(jìn)行再次劃分即可。在細(xì)分模型塊后，模型的參數(shù)和計算所需時間都將顯著增加。

圖2反演中使用的模型。(a)標(biāo)準(zhǔn)模型，單位矩形塊的大小與X和Y方向的單位電極大小一致。(b)再分模型，頂部幾層的單位矩形塊按水平和垂直方向平分。(c)再分模型，頂部幾層的單位矩形塊按水平平分。

最優(yōu)化方法通過調(diào)整模型塊電阻率來盡量減少計算與觀測視電阻率之間的差異。這種差異以均方根（RMS）誤差來表示。實際上，具有最小RMS值的模型有時顯示較大的、不實際的電阻率值，因而具有最小RMS誤差的模型并不一定是與實際狀況最按近的模型。尋常地，最保守的模型應(yīng)當(dāng)是選擇每次迭后RMS的改變不明顯時的模型，這一般在第4至5次后迭代后即可達(dá)到。

一、反演的一般步驟

1、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

使用電法儀自帶的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序，將采集的數(shù)據(jù)保存位RES3DINV格式，2、運行本軟件

點擊C:\\3DRES目錄里的3DRES.EXE即可運行。3、輸入數(shù)據(jù)

點擊“文件〞－>“讀數(shù)據(jù)文件〞，選中轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)（.dat）。4、反演

點擊“反演〞－>“執(zhí)行反演〞，提醒保存將要得到的反演結(jié)果（.inv）后，本軟件便

開始用默認(rèn)反演參數(shù)進(jìn)行反演，在屏幕最下面會顯示反演進(jìn)程。

依據(jù)數(shù)據(jù)量大小、反演參數(shù)不同以及計算機(jī)硬件配置好壞，反演需要花幾分鐘～十幾分鐘，請耐心等待。反演完畢后，會提醒是否增加迭代次數(shù)，程序默認(rèn)迭代5次，如無需繼續(xù)迭代，請輸入0。

5、保存反演圖件

點擊“輸出〞－>“保存為BMP或PCX文件〞，這些格式文件可由如photoshop等圖像編輯軟件開啟并編輯（如參與標(biāo)注），然后輸入到打印機(jī)。

6、開啟反演結(jié)果

點擊“顯示〞－>“顯示反演結(jié)果〞即可進(jìn)入結(jié)果顯示窗口，點擊“文件〞－>“開啟反演結(jié)果〞即可開啟從前保存的反演結(jié)果（.inv），點擊“顯示〞－>“顯示反演結(jié)果〞即可顯示該反演結(jié)果。

7、三維圖像格式輸出

本軟件可根據(jù)反演結(jié)果生成各類三維圖像，

以Slicer/Dicer為例，在結(jié)果顯示窗口中，開啟反演結(jié)果ROOTS7.inv－>點擊“文件〞－>“輸出為Slicer/Dicer格式〞－>輸出文件類型選“*.gm〞即ROOTS7.gm。

運行C:\\3DRES\\SlicerDicer\\Dicer.EXE，點擊“file〞－>“open〞－>方才保存的ROOTS7.gm－>“ok〞－>將ROOTS7窗口最大化－>點擊工具欄上的

－>調(diào)整窗口比例系數(shù)：－>點擊左邊的方向切片－>將鼠標(biāo)移到方塊模型內(nèi)即可畫出該位置的電阻率面。

反演結(jié)果圖示

該軟件三維成像功能強(qiáng)大，請用戶耐心研究。

二、各菜單功能介紹

1）“文件〞菜單

當(dāng)你選擇了“文件〞選項后，將會出現(xiàn)以下子菜單項：

讀數(shù)據(jù)文件：選中擇該項后，當(dāng)前目錄下擴(kuò)展名為DAT的文件將會被列出。假定被列出文件的數(shù)據(jù)格式符合本程序要求，假使不是這樣，你應(yīng)當(dāng)用相關(guān)軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成滿足本程序要求的格式。你可以選擇需要反演的數(shù)據(jù)文件，或者改變路徑重新選擇。

視電阻率數(shù)據(jù)文件是以ASCII文本文件保存，可以利用通用文本編輯器修改、輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)間可以用逗號、空格分隔，本程序要求數(shù)據(jù)按一定格式組織。假使讀取數(shù)據(jù)時出現(xiàn)問題，其原因一般是數(shù)據(jù)格式有錯。基本的格式以文件ROOTS7.DAT為例說明如下：

ROOTS7.DAT數(shù)據(jù)文件garden-square-0.5m77

|標(biāo)題|x向格網(wǎng)值|y向格網(wǎng)值|x向單位電極距|y向單位電極距

|排列種類，輸入2表示是單極-單極(pole-pole)排列|數(shù)據(jù)總個數(shù)

|每一個數(shù)據(jù)點的信息。依次為：|供電極x-和y-位置，|測量電極x-和y-位置|視電阻率值|

說明

0.50.52

467

0.000.000.500.00350.460.000.001.000.00398.050.000.001.500.00424.080.000.002.000.00413.830.000.002.500.00373.76..00000

|其它數(shù)據(jù)點|

|隨后用幾個0作終止標(biāo)志

在當(dāng)前坐標(biāo)設(shè)置中，左上角坐標(biāo)為(0.0,0.0).對單極-偶極(pole-dipole)排列，首先是A電極的x，y位置，隨后是M極的x,y位置，然后是N極度x,y位置，文件BLK15PDP.DAT是一個單極-偶極(pole-dipole)排列數(shù)據(jù)格式的例子，注意電極排列種類序號是6。

偶極-偶極(dipole-dipole)排列，數(shù)據(jù)點表示順序為：A極x,y位置，B極x,y位置，M極x,y位置，N極x,y位置。文件BLK15DDP.DAT是一個偶極-偶極(dipole-dipole)排列數(shù)據(jù)格式的例子，注意電極排列種類序號是3。

假使測量數(shù)據(jù)中要包含地形信息，每根電極對應(yīng)的高程應(yīng)緊跟數(shù)據(jù)點后輸入。BLOCK11T.DAT是這方面的一個例子，其網(wǎng)度為11×11，其格式見下面的說明。

BLOCK11T.PPL文件

|

說明

8.00010.00010.00010.000113.31319.00010.00010.00010.000102.7262Topography2

|最終兩個點電阻率值

|“topography〞說明包含了地形信息t|x-和y-坐標(biāo)類型

0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|按網(wǎng)格排列的電極高程。0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|行為x方向0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|0.000.000.00-0.50-1.00-1.50-1.00-0.500.000.000.00|

單詞\Topography\必需輸入，并且要緊跟最終一個視電阻率數(shù)據(jù)點，下一個值“2〞表示給出的x,y坐標(biāo)是沿地表的距離，而不是真正的水平距離。這尋常反映采用的電纜電極點間有固定的間隔距。假使此處值為“1〞，表示給定的x,y坐標(biāo)是真正的水平距離。以后的數(shù)據(jù)即為各電極點的高程數(shù)據(jù)，按網(wǎng)格排列，行方向為x方向。例如，第一行數(shù)據(jù)為x=0時的電極點高程，本例中，沿x方向有11根電極，因而每一行就有11個高程數(shù)據(jù)。

假使數(shù)據(jù)文件中中包含地形數(shù)據(jù)，程序反演時將會自動將地形數(shù)據(jù)以有限元方法并入反演模型進(jìn)程中(SilvesterandFerrari1990)。

編輯數(shù)據(jù)：本操作將啟動文本編輯器來編輯、修改數(shù)據(jù)。

導(dǎo)入格式數(shù)據(jù):本程序允許你運行其它程序?qū)⑵渌袷降臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本程序格式的數(shù)據(jù)，或者直接讀取其它電阻率儀數(shù)據(jù)。

2）“設(shè)置〞菜單

程序為阻尼因子及其它變量預(yù)置了一套參數(shù)，對大多數(shù)數(shù)據(jù)而言，使用這套參數(shù)一般可以達(dá)到較滿意的結(jié)果。然后，在某些狀況下，你可以通過編輯參數(shù)，控制程序的運行來獲得更好的結(jié)果。選中擇該選項后，將出現(xiàn)下圖所示的菜單界面。

選中擇了\反演參數(shù)\子項后，將會出現(xiàn)下面的對話框，在這里你可以設(shè)定、輸入你要求的參數(shù)。

初始阻尼因子和最小阻尼因子-這里你可為等式(1)設(shè)定初始阻尼因子值，也可以設(shè)定最小阻尼因子。假使數(shù)據(jù)噪聲較大，你應(yīng)當(dāng)使用一個相對較大的阻尼因子(例如0.3)。假使數(shù)據(jù)噪聲較小，則使用一個較小的阻尼因子(如0.1)。反演子程序一般會在每次迭代后減少(1)式中的阻尼因子。無論如何，設(shè)定的阻因子必需能確保反演進(jìn)程的穩(wěn)定。最小值一般設(shè)為初始阻尼因子的1/5到1/15。

直接發(fā)對電阻率模型進(jìn)行曲圓滑：按等式(1)給出的最小二乘公式使用的撮動矢量d僅針對模型而言，而不是直接針對模型電阻率。在大多數(shù)狀況下，它提供的模型其電阻率較為圓滑。但在某些狀況下，特別是數(shù)據(jù)噪聲水平較大時，要取得較好的效果對電阻率也需要直接進(jìn)行圓滑約束處理。其最小二乘等式表示為：

(2)

這里r是一個包含了模型對數(shù)電阻率值的矢量。采用同一阻尼因素狀態(tài)下，這一方法得出的模型有較大的RMS誤差，但它確保模型有較圓滑的電阻率值。

每次迭代作線性探尋：反演進(jìn)程由求解等式(1)來確定模型參數(shù)的改變。尋常地，矢量d參數(shù)的改變將會帶來較低的RMS誤差。對于RMS增大的狀況，你有兩種方法來處理。此處提供了一種線性探尋的方法，即使用四次線性插值法(Fletcher1987)尋覓模型電阻率改變的最優(yōu)步長。這樣尋常可以確定最優(yōu)步長，但是要求每次迭代中至少作一次正演計算。在某些狀況下，假使能減少使RMS誤差達(dá)到某一可接受的水平而需要的迭代次數(shù)，那么這種正演計算是值得的。

這一設(shè)定尋常只會影響第三次及以后的迭代進(jìn)程。在前兩次迭代，RMS誤差的改變一般是最大的，程序會總是使用線性探尋，以找到使RMS誤差大減少的步長。

允許線探尋能改變的最小%RMS誤差：線性探尋的使用可以預(yù)估視電阻率RMS誤差的改變，假使期待改變的視電阻率RMS誤差太小，就可能不必用線探尋來確定最優(yōu)步長。尋常使用的值是0.1到1%。

首層厚度：這里給定首模型層厚度與最小單位電極距的比值。對單-單極(pole-pole)排列，這里設(shè)定為單位電極距的0.7倍。對其它排列，首層厚度根據(jù)排列的觀測深度進(jìn)行調(diào)整。

層厚增長因子：由于電阻率法分辯率隨深度的增加而減少，因此模型層的厚度應(yīng)隨深度的增加而增大。缺省時，模型層厚度增加系數(shù)為1.15，這時，往深部，每一個子層的厚度增加15%。然而，你可以在一定范圍內(nèi)修改這一系數(shù)。一般設(shè)定在1.05到1.25間。

半尺寸層操作：這里允許使用半尺寸模型，即頂部幾層的模型塊的寬度和厚度對半一分為二(參見圖2)。你可以選擇要再分的層的數(shù)目，并且是否在沿垂直方向也進(jìn)行拆分(圖2b)。還能調(diào)整這些層的平直度濾波阻尼因子?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，對小的模型塊，在反演后模型的電位值振動較大，特別地，有噪聲的數(shù)據(jù)集更是如此。為了減少這種振動，可以為這些層設(shè)定稍微大一點的阻尼因子，例如設(shè)定為1.10.

迭代次數(shù)：允許你為反演進(jìn)程設(shè)定最大迭代次數(shù)。缺省時最大迭代次數(shù)為6次。對大多數(shù)數(shù)據(jù)集而言，這一迭代數(shù)已經(jīng)足夠。當(dāng)反演迭代次數(shù)達(dá)到這一最大數(shù)時，程序?qū)嵝咽欠裨黾拥螖?shù)以繼續(xù)反演進(jìn)程。一般地迭代次數(shù)不宜超過10次。

重新Jacobian矩陣的迭代次數(shù)：在高斯-牛頓法中，雅可比(Jacobian)矩陣在每次迭代后都要重算。然而，快速牛頓法除在每次估算迭代外，從不重算雅可比(Jacobian)矩陣。最快的方法是使用快速牛頓法估算雅可比矩陣(LokeandBarker1996)。這時，可以在對話框中輸入值0。在野外，使用掌上電腦，其內(nèi)存有限時，這一方法經(jīng)常被采用。最確切，也最慢的方法是在每次迭代后都重算雅可比矩陣。這要求計算機(jī)性能較好，至少32M有效內(nèi)存，200M自由硬盤空間。要使用這一方法時，只需在對話框中輸入一個較大的值(例如20)即可。另一種方法是，重算雅可比矩陣僅在頭幾次迭代中進(jìn)行，隨后的迭代使用快

速牛頓法進(jìn)行。雅可比矩陣的最大改變尋常發(fā)生的頭幾次迭代中，因此在大多數(shù)狀況下，速度和精度同時兼顧的折中方法是限定雅可比矩陣的重算次數(shù)。缺省時，程序僅在頭三次重算雅可比矩陣。當(dāng)然，你可以在當(dāng)前對話框中改變這一值?？焖倥ｎD法一般用于野外測量過程中快速獲取粗略的結(jié)果。另外當(dāng)你要通過RMS誤差統(tǒng)計法排除壞點(參考斚允緮部分)時也要使用這一方法。為獲取最終結(jié)果，最好是使用重算功能，這也要求使用性能較好的臺式電腦，其內(nèi)存和硬盤空間都充足。在電阻率差異較大的區(qū)域，最大電阻率值大于10倍最小電阻率時，重算雅可比矩陣獲取的模型，其邊界尖銳度較使用快速牛頓法強(qiáng)。

收斂限差：這是為兩迭代間RMS誤差的相對改變值設(shè)定一個較少的限定值。缺省時為5%。

選擇robust強(qiáng)制約束反演：傳統(tǒng)的最小二乘法盡量使測量值和計算值之間的均方根差值達(dá)到最小。強(qiáng)制約束法則盡量使使測量值和計算值之間的絕對差值達(dá)到最小(ClaerboutandMuir1973)。這一方法對高噪聲數(shù)據(jù)有較低的靈敏度。本功能的對話框如下。

限定模型電阻率范圍：選中擇該功能后，顯示如下對話框：

本選項允許你對反演輸出模型的電阻率值進(jìn)行限定。上圖中，電阻率上限值為20倍，即允許電阻率最大值是每次迭代后模型電阻率平均值的20倍，電阻率下限值是0.05倍(1/20倍)，即允許電阻率最小值是每次迭代后模型電阻率平均值的0.05倍。實際上，程序使用的是斎硐薅〝，即在實際反演中，允許電阻率值適當(dāng)超出設(shè)置的限定范圍。然而，即使如此，這一限定可以保證反演得出的模型其電阻率值不會出現(xiàn)過大或過小等與實際狀況嚴(yán)重不符的現(xiàn)象。用戶還可以選擇使用第一次迭代反演得出的模型作為參考模型。改變模型深度范圍：本操作允許用戶由程序增加或減少反演中各層的深度。用戶給出的比例系數(shù)作出計算深度的一個乘數(shù)。

使用對數(shù)視電阻率：缺省時，在反演中，程序會使用對數(shù)視電阻率作為數(shù)據(jù)。大多數(shù)狀況下，這樣可以得出最好的結(jié)果。在某些狀況，如出負(fù)或0電阻率值時，無法計算對數(shù)值，這項操作可以使得在這樣的條件下視電阻率仍適用。

改變結(jié)點數(shù)：缺省時，使用有限元或有限差分網(wǎng)格時，相鄰電極間結(jié)點數(shù)為2個。這里可以設(shè)定為3或4個，以獲取更大的反演精度，使用較多的結(jié)點將會增大正演計算的精度，但計算時間及要求的內(nèi)存也相應(yīng)地會增加。

3）“反演〞菜單

這一操作將會對讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行反演.程序中有一套缺省的控制進(jìn)程的反演參

數(shù)可以使用,你也能使用\參數(shù)設(shè)置\對反演參數(shù)進(jìn)行修改.選擇\反演\將會出現(xiàn)以下界面.

執(zhí)行反演-開始最小二乘法反演進(jìn)程.會要求你輸入存貯反演結(jié)果的文件名,反演開始后,假使要中止反演,你可以按\鍵,過一會兒反演就被中止。

最優(yōu)化方法選擇-這一選項可以允許你從兩種不同的方法中選擇一種來解最小二乘方程，即式(1)。選定后，以下對話框會出現(xiàn)：

缺省時。程序使用\標(biāo)準(zhǔn)高斯-牛頓(standardGauss-Newton)\最小二乘法，特別地，假使數(shù)據(jù)點數(shù)不多，或者單位模型塊數(shù)小（少于2000至3000），將可以求出確切的最小二乘方程結(jié)果。假使數(shù)據(jù)點太多,或者模型單元塊數(shù)太多(大于3000)，那么解最小二乘方程會占用整個反演進(jìn)程的大部分時間，為了減少時間，提高計算速度，一種替代方法，即不完全高斯-牛頓(IncompletGauss-Newton)\可以使用。用

戶能夠設(shè)定解的精度，這個值設(shè)定在1%到2%(相當(dāng)于收斂限差0.01到0.02)之間時，幾乎可以得到與采用標(biāo)準(zhǔn)高斯-牛頓同樣的精度。假使設(shè)定得更小一些，例如0.5%,在理論上具有與標(biāo)準(zhǔn)高斯-牛頓法同樣的精度，但這樣大大增加反演時間。對特別大的數(shù)據(jù)集或模型(數(shù)據(jù)或模型塊數(shù)大于15000)，在選定不完全高斯-牛頓后，還可以選擇\數(shù)據(jù)壓縮\技術(shù)，這樣可以明顯地減少反演時間，例如，在當(dāng)計算機(jī)CPU為P42GHz,內(nèi)存量為1GBRAM時，一個具有30000個模型塊和60000個數(shù)據(jù)點的工程，所需的反演時間可以從一個星期縮短至兩天以內(nèi)。

使用有限元方法：程序允許從有限元法和有限差分法中選擇一種來計算視電阻率值。缺省時，程序使用有限差分法，假使數(shù)據(jù)中不包含地形，這一方法更快一些。假使數(shù)據(jù)中包含了地形，缺省選擇為有限元法。有限元法相對有限差分法而言特別慢，因此假使不包含地形信息，建議你使用有限差分法。

最優(yōu)化阻尼因子：選中定該當(dāng)項后，程序?qū)M量發(fā)現(xiàn)等式(1)中最優(yōu)的阻尼因子u，以使每次迭代后RMS誤差達(dá)到最小。通過采用最優(yōu)化阻尼因子，要求的迭代次數(shù)將明顯減少，但花在每次迭代上的時間將會增加。對小到中等大小的數(shù)據(jù)集，使用這一方法能明顯減少反演整個數(shù)據(jù)所需的時間，而對數(shù)據(jù)量大于2000的數(shù)據(jù)，花在每次迭代上的時間將會明顯增加，由于需要用大量的時間解最小二乘方程，這個時間比實際反演計算所需時間還要長。采用這一方法時，有時雖然RMS誤差達(dá)到了較低的水平，但并不一定反映所得到模型是最好的，特別是數(shù)據(jù)噪聲較大時(原理簡述)。

激電反演方案：反演包含激電和電阻率值的數(shù)據(jù)集時，你可以選擇兩者同時交替進(jìn)行，也可以選擇在完成電阻率反演后再進(jìn)行激電反演。

IP阻尼因子：在IP反演中中使用的阻尼因子相應(yīng)地比電阻率反演使用的阻尼因子要小一些。假使設(shè)定為1.0,則兩者將會使用同一阻尼因子。一般使用較小(例如0.050.25)阻尼因子。也可以選擇讓程序自動計算阻尼因子。.

4）“顯示〞菜單

在這一部分，你可以將反演結(jié)果在屏幕上進(jìn)行顯示或保存影象圖。顯示的內(nèi)容包括

實測視電阻率斷面及模型斷面。你也可以改變顯示斷面圖時的等值線間隔、垂直比例以及色度表。還提供兩種刪除壞3D數(shù)據(jù)點的方法。

假使你首先讀取了反演結(jié)果文件，或者在主程序中執(zhí)行了反演操作，程序?qū)炎罱K一次使用過的結(jié)果文件作為當(dāng)前顯示的文件。當(dāng)在主菜單中選擇了“顯示〞菜單中的顯示反演結(jié)果后，進(jìn)入以下結(jié)果顯示窗口:

開啟反演結(jié)果：可以讀取由反演程序保存過的反演結(jié)果文件。

輸出為某某格式：可以將結(jié)果保存為一個磁盤文件，本軟件附送Slicer/Dicer程序以供生成三維電阻率圖像。

單擊\顯示\選項可以調(diào)出如下子菜單：

顯示反演結(jié)果：此命令用模型影像圖顯示?？梢燥@示水平、垂直地電斷面圖。

顯示含地形的反演結(jié)果：假使數(shù)據(jù)中含有地形信息，本功能將會以帶地形的垂直斷面形式顯示模型。

顯示視電阻率或IP斷面：本選項用于x-和y-方向視電阻率或視IP值擬斷面圖的顯示。

\設(shè)置顯示參數(shù)\用于更改顯示參數(shù)以控制視電阻率斷面和模型斷面的顯示。單擊后出現(xiàn)如下界面：

附錄H:十分規(guī)電極排列

當(dāng)采用的電極排列不是常規(guī)電極排列（如梯度排列）或數(shù)據(jù)由多種不同排列的組合時，可作為十分規(guī)電極方式來考慮。其數(shù)據(jù)格式有兩個主要的不同點，首先，排列類型號為11，還有一個子排列類型號，以用來表示數(shù)據(jù)是由多個常規(guī)排列數(shù)據(jù)組合而成。其次個不同點是，在每一個數(shù)據(jù)行，還要指定測定當(dāng)前數(shù)據(jù)時的使用的電極根數(shù)。文件3d_mixed_arrays.dat說明白此方式下的數(shù)據(jù)格式。

3d_mixed_arrays.dat文件|說明

Mixeddipole-dipoleandpole-dipoledata|標(biāo)題1|X網(wǎng)格大小10|Y網(wǎng)格大小1.00|X向單位電極中1.00|Y向單位電極中11|排列類型號為110|子排列類型Typeofdata(0=apparentresistivity,1=resistance)|句柄0|數(shù)據(jù)類型為視電阻率2480|數(shù)據(jù)點數(shù)41.00.00.00.02.00.03.00.029.968|每一數(shù)據(jù)行依次為：

41.00.00.00.03.00.04.00.030.096|電極根數(shù)，XandYloc.ofA,B,M,N電極的X,Y位置，41.00.00.00.04.00.05.00.030.438|視電阻率值41.00.00.00.05.00.06.00.030.810|.|.|.|30.00.01.00.02.00.029.964|注意此處電極數(shù)為3，表示電極排列為30.00.02.00.03.00.030.022|單-偶極(pole-dipole)排列.|.|39.09.09.07.09.06.029.947|最終兩面三刀個數(shù)據(jù)點39.09.09.08.09.07.030.013|0,0,0,0,0|用幾個0作為終止標(biāo)志

注意到，子排列類型號為0表示本數(shù)據(jù)中沒有固定的電極排列。

對梯度排列，可以使用附錄G中所說的非均勻排列方式，在數(shù)據(jù)中增加測網(wǎng)網(wǎng)線位置行，以便讓遠(yuǎn)極A，B的位置進(jìn)入測網(wǎng)內(nèi)，這種狀況下，外緣網(wǎng)格線類似于相對于內(nèi)部網(wǎng)格有一個較大的距離。

附錄I:3-D水下測量

本部分描述部分或全部電極位于水面下時的數(shù)據(jù)格式。對于此類測量，反演進(jìn)程中對水層效應(yīng)的確切計算是重要的，所有電極點和水面的高程必需測定。除此之外，水層電阻率也應(yīng)確鑿測定，這一般可以用手持式電導(dǎo)率儀來測，同時可以適當(dāng)測量其它物理變量，如溫度、水的PH值等。

文件WATER3D.DAT給出了此類測量的數(shù)據(jù)格式，其部分內(nèi)容說明如下：

WATER3D.DAT文件|說明

Underwatersurveyexample|標(biāo)題12|x-方向有12根電極12|y-方向有12根電極2.00|x-方向單位電極距2.00|y-方向單位電極距3|3表示是偶柵技(dipole-dipole)排列1440|總數(shù)據(jù)點數(shù)

2.00.00.00.04.00.06.00.0106.811|電極A,B,M,N的x-,y-位置，2.00.00.00.06.00.08.00.084.895|其后為視電阻率值。2.00.00.00.08.00.010.00.097.33|注意到其格式與陸地同.|其余數(shù)據(jù)點。.|

22.08.022.02.022.014.022.020.0101.143|最終兩個點22.010.022.04.022.016.022.022.097.808|Topography|地形信息句柄2|x-和y-坐標(biāo)類型0.50.00.1-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.50.00.00.0|電極高程0.30.20.0-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.50.00.00.0|行為x-,列為y-0.20.10.0-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.50.00.00.0|0.10.00.0-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.50.00.00.0|0.00.0-0.1-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.50.00.00.0|0.00.0-0.2-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.50.00.00.0|0.0-0.1-0.2-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0