重磁三维可视化反演系统的设计与实现

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1、地质学刊第36卷第3期doi：10．3969／j．issn．1674—3636．2012．03．250重磁三维可视化反演系统的设计与实现陈建国1，一，肖敦辉1’2，梁玉辉1’2(1．中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北武汉430074；2．中国地质大学(武汉)资源学院，湖北武汉430074)摘要：重磁i维可视化反演解释系统一直是国内外重磁勘探领域的研究重点之一。介绍了基于Visualc++与0penGL环境研发的重磁i维可视化反演系统，详细阐述了系统的设计思想与实现的关键技术，包括可视化技术、面向对象技术、图形拾取技术、碰撞柃测技术及反演约束技术等。系统具

2、有人机交互几何反演与最优化物性自动反演两种功能，可满足目标异常、区域模拟和盆地建模。关键词：重磁反演；j维可视化；0penGL；人机交互；自动物性反演；新疆中图分类号：P631．2；TP391文献标识码：A文章编号：1674—3636(2012)030250—060引言在矿产资源勘查及区域地质构造调查工作中，重磁勘探是十分有效和应用广泛的物探方法之一。近年来，随着覆盖区、深部矿、隐伏矿找矿工作的开展，重磁勘探更显示出其重要性，也正朝着高密度、高精度的方向发展。因此，对其资料的解释也提出了新的要求，需要进行三维重磁反演，以此来深化认识地下地质一地球物理特征。反演是重磁资料

3、定量处理与解释中的重要环节，其目的在于通过地面或航空等实测数据，利用某种手段推算出地下的密度(磁化率)分布规律，从而达到判定目标地质体的目的(管志宁等，2002；侯重初等，1990)．由于重磁场的体积效应、有限观测数据的不准确性及反演问题的欠定性等因素，反演结果往往存在多解性。为了获得一个符合实际情况的解，需要在反演过程中添加一些约束条件或先验地质信息，对解模型进行限制；对于反演模型可用场源目标体的形状或遍历地下半空间的物性值大小(密度或者磁化率)来表示，这就产生了两种完全不同的反演方法：几何反演和物性反演(陈召曦等，2012)。几何反演是在地下半空间场源体给定物性参数

4、大小的基础上，利用地面观测异常来拟合几何体(如多边彤或多面体)形状大小，通过几何体的形状大小来模拟目标体的分布规律；物性反演是将观测区域地下半空间离散化成规则的网格单元，通过反演方法确定各离散单元的物性值，由物性的分布确定场源的实际分布情况。重磁三维可视化反演解释系统一直是国内外重磁勘探领域的研究重点之一。除了大量学者研究算法理论外，也有许多单位或学者开展了反演解释系统的软件研发(班丽，2009；陈建国，1991；李军，2005；田黔宁等，2001；肖敦辉，2008；姚长利等，2002a，2002b；Camachoetal，2002；Chenetal，2008；Jess

5、el，2001；chakravanhjaetal，2007)。国外有代表性的重磁反演软件有澳大利亚EncomTechn0109y的ModelVision以及NorthwestGeophysicalAssociates(NGA)的cM—sYs3D建模与GM·sYs剖面建模模块；Modelvision用一系列多边形截面的柱体、球体、椭球体、圆柱体来模拟三维物性体，提供人机交互正演拟合及自动反演(AutoMag／QuickMag)功能；GM—sYs3D与GM-sYs是0asismontai的扩展模块。GM—SYs剖面建模使用一系列均质的水平多边形柱体来拟合复杂地质体，用人机交

6、互正演拟合的方法来反演解释。GM—SYs3D建模使用一系列网格状层面模型来拟合复杂地质体，每一层面表示上下不同物性体(密度或磁性体)的界面，两个层面之间表收稿日期：2012—06—20：编辑：陆李萍基金项目：国家科技支撑计划课题(2∞6BABolAol203)<20llBAB06808—2)、地质调查项目(12120llj20986)作者简介：陈建国(1964一)，男，教授，博士，博士生导师，主要从事矿产普查与勘探、地球探测与信息技术方向的科研与教学工作E—mail：jgchen@c“g．edu．cn第36卷陈建国等：再磁三维可视化反演系统的设计与实现达为均一或规则变化

7、的密度或磁性体，当上下层面有重合部分时表达为有限延伸的地质体，它本质上也是人机交互的正演拟合方法，即计算模型的正演异常值，比较正演异常与实测异常的差异，根据差异情况修改模型，直到满足要求为止；此外，它还提供约束条件反演的功能；国内也研发了一些重磁反演软件，如中国地质大学(北京)姚长利教授开发的Mask软件等。尽管目前已有许多重磁二维、三维正反演解释软件，但是大多数软件在交互编辑地质体方面尚不够灵活(需切换到二维环境下编辑)，也没有判断地质体重叠的功能。笔者在吸收借鉴前人成果的基础上，结合项目需要，研发了重磁三维可视化反演系统。主要介绍了重