重磁数据处理及反演软件系统设计

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1、分类号:P64210710-2011026014博士学位论文重磁数据处理及反演软件系统设计陈靖导师姓名职称王万银教授申请学位级别工学博士学科专业名称地球探测与信息技术论文提交日期2017年10月26日论文答辩日期2017年12月18日学位授予单位长安大学万方数据TheDesignofGravityandMagneticDataProcessingandInversionSoftwareSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：ChenJingSupervisor：

2、Prof.WangWanyinChang’anUniversity,Xi’an,China万方数据论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权

3、利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日万方数据摘要重磁勘探是地球物理勘探方法之一，它在解释地壳深部构造、区域构造、资源勘查等方面有着非常重要的作用。随着近年来现代科学技术的发展，以及对于地质解释要求的不断提高，重磁勘探从二维的定性、半定量解释逐步走向三维的可视化定量解释，重磁数据处理及反演软件的开发是不可或缺的。国外重磁数据处理及反演软件的研发和应用要早于国内，在软件功能和性能方面都较为成熟。国内重磁数据处理及反

4、演软件系统比国外还有一定差距，主要体现在对多源数据管理、三维可视化建模、定量表达及软件开发方面：（1）在数据管理方面，缺乏对多源多维多类型数据的统一集成管理，以及高效的数据访问和存储体系；（2）在三维可视化方面，缺乏完善的三维建模、三维场景控制、模型集成以及模型信息提取的能力，不能对结果进行动态实时、全方位立体的观察与分析，从而影响对地质结构的判断和解释；（3）在定量表达（三维量算和空间分析）方面，缺乏全面的对量化信息的量算与数值分析能力，因此较难对地质体的空间位置、属性参数、产状规模、分布规律以及与周边地质体的关系进行综合分析，得出具

5、有综合性的量化的地质结论；（4）在软件开发方面，缺乏高效、健壮的系统架构，以及灵活、开放的模块功能，系统不易升级维护，跨平台跨语言开发及二次开发能力较弱、功能的可重用性较弱。以上四个方面在很大程度上影响了重磁软件的推广使用。针对上述目前国内重磁数据处理及反演软件在数据管理、三维可视化、定量表达（三维量算和空间分析）以及软件开发方面存在的诸多不足，本文基于面向对象的系统开发理论和方法，对软件需求进行了分析和总结，设计了重磁数据处理及反演软件系统的框架体系，研究了三维可视化建模、多源数据管理及实现系统开发的方法及相关技术措施。采用面向对象的

6、思想在MicroSoftVisualStudio平台下结合GIS（GeographicInformationSystem）技术开发了重磁数据处理及反演软件，并对系统功能和应用效果进行了测试和展示。本文研究的主要成果如下：（1）研究和分析了国内外主流的重磁数据处理和反演软件，从软件功能、数据管理、三维可视化、定量表达、软件开发方式等方面进行分析，总结出重磁数据处理及反演软件目前的发展现状。研究表明，未来的发展方向主要从软件开发技术，大数据管理技术，三维可视化技术及三维量算和空间分析技术等方面实现重磁数据处理和反演软件功能及性能的优化和完善

7、。i万方数据（2）对重磁数据处理及反演软件系统进行了深入的需求分析，从用户、功能、数据及性能四个方面对系统需求进行了全面的分析和研究。根据软件工程的思想，研究和设计了基于分层体系的组件+插件的系统架构。在纵向上将系统分为数据层、业务层和表示层的三层体系，数据层采用Oracle数据库+ArcSDE实现数据的集成管理，业务层采用组件+插件的架构，在横向上分为平台和扩展两部分，以ArcGISEngine和Skyline组件为工具在.NET框架下实现系统平台功能，以插件技术结合跨语言开发技术实现系统扩展功能，显示层以三维视图窗口作为显示前端，可

8、将多种数据集成显示，并以功能界面窗口为辅助配合平台和扩展功能的实现。本系统基于分层体系的组件+插件的架构模式能够实现稳固的平台主体和灵活的扩展应用，使系统兼具稳定性、灵活性和可扩展性。（3）研究了重磁数据处