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关于MTP的问题（10）——关于野外布极方式: 陈小斌 2014-2-8 17:11; 此开年第一博文也。有好些MTP用户在问，野外布极方式上，沿着测线方向（两个水平电场、磁场分量分别平行于测线、垂直于测线）布极观测，与沿着正南北东西方向（两个水平电场、磁场分量分别平行于南北向、东西向）布极（即所谓0度角布极），哪个好？这个问题牵涉到阻抗的旋转。在MTP中，阻抗的旋转我已经在以前的博文中专门讲过，见 http://blog.sciencenet.cn/blog-39148-750647.html。理论上说，只要观测到了四道水平电磁场分量，计算获得了阻抗张量，那么无论在你哪个坐标系下进行观测，其结果是等效的。通过观测坐标系的旋转（等效为阻抗张量的旋转），可以将一个坐标系下的观测结果变换到另一个观测坐标系下，从理论上说，这是没有任何问题的。但是，我一直强调的这是理论上的。实际情况下，还是存在一些偏差的。在干扰很大的观测环境里，由于编辑过程中（时间序列编辑、谱编辑）都是针对某个特定方向的，因此有时候在某个特定方向获得了很好的观测数据，旋转到另一个角度的时候，数据质量会降低。这种情况在以凤凰仪器为代表的强调谱编辑的数据处理结果中比较容易出现，而以德国Metronix仪器为代表的强调时间序列编辑的数据处理结果中不容易出现。还有一种情况是，理论上，大地电磁测点描述的是一个点的场强关系。这个点是理想的，没有空间尺度的。实际上，野外观测总是在一定范围内的结果，测量电极总是存在一定尺度的，磁棒之间也是有一定距离的。也就是说，实际测量的是一定空间范围内的场强关系。这个时候，如果测点周围的环境存在很强的不均匀性，那么阻抗张量的旋转也可能得不到满足。不过这种情况带来的误差究竟是多少，是否影响到实测资料的反演结果，目前还没有文章进行专门的讨论，是值得进一步深入量化研究的一个问题。除了上述两个方面以外，地表附近强各向异性介质的存在也可能引起阻抗张量旋转与同一方向观测结果之间的偏差，这个偏差应该可以归入到上述第二个因素里面去。从国内外大地电磁探测的应用实践来看，以上的影响因素并不是主要因素。也就是说，一般情况下，大地电磁阻抗张量的旋转是成立的。事实上，阻抗张量旋转是大地电磁资料处理的一个基本技能。在阻抗张量旋转的基础上，发展了阻抗张量分解技术，用以消除近地表局部三维小异常体的影响。目前，阻抗张量分解技术已成为大地电磁数据处理的核心技术。综上所述，只要是张量观测，那么，野外布极理论上是可以任意的。这就使得我们可以因地制宜，选取适合布极的观测坐标框架进行野外布极操作。不过，如果野外布极方式太乱，各个测点之间的布极方位完全不一样，就会给后续的数据处理和管理造成很大的麻烦。故我的意见是，原则上以统一的东西-南北方向为观测坐标系进行布极（即所谓0度角布极），除非遇到一些测点，其地形环境使得只能沿着某个特定的方位施工，才采用该特定方位布极。在进行在数据处理时，利用MTP的阻抗旋转和原始数据置换功能，首先将这些非0度角布极的原始数据转换为0度角，然后和其它众多的0度角原始数据一起进行其后的数据处理和进一步的反演解释工作。在MTP里面，一般地说，先利用“电性主轴和维性统计分析”模块，进行多频点-多测点张量分解统计成像分析，然后采用共主轴的多频点-多测点张量分技术，为每条剖面确定一个统一的最佳主轴方位，同时也得到了该主轴方位上的区域阻抗张量及相应的视电阻率、相位曲线。最后用于反演的是这个共主轴的最佳主轴方位上的区域响应数据——消除局部畸变的区域视电阻率和阻抗相位。; 个人分类: Pioneer|4710 次阅读|0 个评论

关于MTP的问题（5）——关于阻抗的旋转: 热度 2 陈小斌 2013-12-17 23:05; 好几次想去回复一下SCI数数的新的争论，最终还是忍住了。关于那个问题，我的观点都已经在各个名博雄文之后表达清楚了，也就不再专门写文啰嗦了。我真的害怕牵扯入一场纠缠不清的争论。时间太紧，只争朝夕啊。好了，现在回答最近经常被问的MT-Pioneer（MTP）使用上的问题：阻抗张量的旋转角度应该如何设定？大地电磁中阻抗张量的旋转，牵涉到TE、TM极化模式的分辨的问题，所以要特别小心，搞错了会得到错误的反演结果。弄清楚这个问题需要了解阻抗张量旋转的基本特点。阻抗张量旋转角度的周期为PI，当旋转PI/2时，TE和TM极化模式对调。旋转时首先要确定0度角对应于哪个方位，而这个方位与地质构造框架是如何对应的，这些很重要。在MTP中，坐标系完全采用地理坐标系，以正北（X轴正向）为0度，顺时针方向为正，同时Z轴垂直向下为正，符合右手坐标系要求。在MTP中，初始状态下，0度角（正北，X轴正向）对应于构造的走向。由于二维反演的需要，测线展布方位应该平行于构造的倾向（东西向，Y轴），垂直于构造走向。亦即，在MTP里面，阻抗张量的旋转角度，是转动测线的法向方位，而不是测线展布的方位。事实上，数学中一般用单位法向量来描述空间一个平面的方向。因此，MTP中的“旋转到测线剖面”这一选项实际上是将阻抗数据从0度角（观测坐标系的正北）旋转到当前测线展布方位的法向方向，而不是测线展布方位。这种操作是基于以下的事实：如果构造的走向是南北向的，那么MT测线应当东西向展布（测线平行于构造倾向展布），这时，观测坐标系和构造坐标系重合，当然不需要做任何旋转（即旋转0度角）。但必须注意到，这个时候，测线的展布方位是90度而非0度。旋转到“测线剖面”选项是旋转0度角，而不是90度角。如果采用固定角旋转模式，将旋转角设为90度，那就是TE和TM模式对调了，反演结果应该说，是完全错误的。因此，在MTP里面，只要旋转的角度确定，二维反演的TE极化模式对应XY，TM极化模式对应于YX，这永远不变，不需要人为再去选择。这是一般情况。对于自由模式的阻抗张量分解结果而言，由于分解过程中90度的模糊性，则可能导致TE、TM极化模式的对调，引起数据混乱。这个时候需要根据实际情况进行判断，是否需要进行极化模式对调的操作。不过，我的一条建议是，不要用阻抗张量的自由频点分解结果来做进一步的二维反演（这一点不仅仅对MTP使用，对所有MT的二维反演算法都适用），而应该采用多测点-多频点的共轴分解结果数据来做进一步的二维反演。这个时候，在MTP中，TE、TM又不需要再去做人为的选择了。 MTP中旋转到“测线剖面”（以及后面改过一版的“反演剖面”）的命令项存在着意义不清的问题，正在研发的新版本的MTP中，将其改为“旋转到剖面法向”，这样就不易引起误解了。; 个人分类: Pioneer|5409 次阅读|3 个评论

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