基于GDP-32Ⅱ系统AVG数据文件信息的提取

欧 鸥， 唐 源，李甲奇

(成都理工大学 信息科学与技术学院， 成都 610059)

0 引言

Zonge公司Mykle Raymond(1996)[1]公布了GDP-32ⅡCSAMT、TEM的*.AVG数据文件中各变量的计算表达式，其中的一次场和二次场的磁变量表示与国内的常用表示法不一样，且单位的数量级也不相同。GDP-32Ⅱ数据处理说明书对*.AVG文件中的数据说明有遗漏之处，这对*.AVG数据文件信息的提取和计算工作带来了困难。

柳建新等[2]针对GDP系统的CSAMT的*.AVG数据文件，做了研究，成功提取了*.AVG数据文件信息，并用VC++语言制成了实用性软件。作者将对*.AVG数据文件做进一步研究。

1 提取CSAMT的AVG数据文件信息

1.1 AVG数据文件格式

*.AVG文件是由GDP-32Ⅱ软件包中AMTAVG.EXE程序读取*.FLD文件时产生的，文件中包含平均的各分离频率的CSAMT数据，是对*.FLD文件中多次测量的算术平均值。*.AVG文件是以ASCⅡ码字符形式存储的，可以直接用记事本或UltraEdit-32编辑器打开，但是*.AVG文件的数据存储顺序是按Zonge公司特有方式上下交错排列，如表1所示。

表1 CSAMT的AVG数据文件Tab.1 The AVG data file of CSAMT

*.AVG文件的头文件，共5行，其中包括了测量的时间、文件名、测线号、极距大小(以m为单位)、发射地点编号、数据变量名、分隔符。*.AVG文件数据体部分，包含了所有测点各个频率的数据值和数据平均信息。值得注意的是，GDP-32Ⅱ数据说明书所介绍的有几个量的单位与国内常用表示法有一定不同，现在重新标注并加以说明[3]，如表2所示。

表2 CSAMT的AVG数据文件变量说明Tab.2 The variable description of CSAMT AVG data file

1.2 文件信息的提取

GDP-32Ⅱ系统AVG文件都是按照固定格式进行存储的，这对于编程实现提取AVG文件信息是可行的。

对*.AVG文件读取时，头文件部分每行可采用字符串一维数组进行存储。

READ(2,'(2X,9A20)')(HEAD1(I),I=1,9)

！存储第一行的字符串

READ(2,'(2X,2A20)')(HEAD2(I),I=1,2)

READ(2,'(2X,3A20)')(HEAD3(I),I=1,3)

READ(2,*) ！跳过对变量名的读

取，在写文件时可自行 定义变量名

READ(2,*) ！跳过对分隔符的读取

如何确定测点数和单个测点的频率数？在不知道测点数和频率数情况下，采用判断测点号是否相等的办法来确定测点数和频率数。

I=1

DO

READ(2,'(3X,f8.1)')X(I)

！读取测点号

IF(X(I)==X(1))THEN

！判断测点号是否相同

NUMF=I

！确定出每个测点的频率数

END IF

IF(X(I)==0.)THEN

NUMP=I

EXIT

END IF

I=I+1

END DO

NUMP=(NUMP-1)/NUMF ！确定出测点

数

数据体部分中每一测点各个频率采用二维实数组存储，数组变量名与Zonge的*.AVG数据文件变量名一致，并对每一个测点各个频率用“冒泡”法进行排序(升序或降序)。

LOGICAL FLAG

DO P=1,NUMP

！对每个测点进行操作

NUMBER=NUMF

FLAG=.FALSE.

K=0

DO WHILE(.NOT.FLAG)

FLAG=.TRUE.

K=K+1

DO J=1,NUMBER-K

！对每个测点的各个

频率对应的变量值

进行升序排列

IF(AA(J,P)>AA(J+1,P))THEN

TEMPA=AA(J,P)

…………………

TEMPH=HH(J,P)

AA(J,P)=AA(J+1,P)

……………………

HH(J+1,P)=TEMPH

FLAG=.FALSE.

END IF

END DO

END DO

END DO

主程序体在附录中列出。

1.3 整理后的数据文件及实例分析

通过对AVG文件的读取与重新整理，得到新的数据文件，如表3所示。

对照表1和表3可以看出：在表3中的数据文件中剔除了数据标志变量，因为错误的数据是毫无意义的；新增加了频点序列号，为制作其他图件提供了方便；按照频率大小顺序排列变量值，为GRAPHER、SURFER等软件调用数据，制作一维 、二维图件提供方便；剔除了平均信息值，因为这些数据本身对于定性解释时，是无意义的。

通过对AVG文件信息的提取，用GRAPHER软件制作出某一测点在不同收发距情况下的Cagniard视电阻率与频率的双对数坐标关系图(ρω-f)、电场与频率的双对数坐标关系图(Ema-f)和阻抗相位与频率的单对数坐标图(Pha-f)(图1)。

从图1可知，曲线完整光滑，读取的数据没有发生错误，验证了对数据读取方法的正确性和程序的可靠性。

2 提取TEM的AVG数据文件信息

2.1 AVG数据文件格式

*.AVG文件是由TEMAVG.EXE程序读取*.FLD文件时产生的，文件中包含各时间道的TEM的测量数据，是对*.FLD文件中多次测量数据的算术平均值。*.AVG文件的数据存储顺序是按照时间道顺序(从1，2，…，n道)排列的。*.AVG文件的头文件，共9行，其中包括了测量的时间、文件名、排列装置、延迟时间(μs)，发射回线长、短边长(m)、发射框面积(m2)、接收磁探头(接收线圈)等效面积(m2)、数据变量名、分隔符(表4)。

*.AVG文件数据体部分，包含了所有测点各个时间道的数据值。在编制程序提取AVG数据文件信息时，要对每个数据变量的单位作全面、准确地认识，现对每一个变量的单位进行说明[4]，如表5所示。

表3 整理后的CSAMT的AVG数据文件Tab.3 The AVG data file of CSAMT after arrangement

图1 整理后的AVG数据的曲线图Fig．1 The curve of AVG data file after arrangement 表4 TEM的AVG数据文件 Tab.4 The AVG data file of TEM

TEMAVG 7.79: "D114.FLD", Dated 07-04-22, Processed 14 Aug 05 $ TEM: Array=In Loop (Central Loop)$ TEM: TXramp= 170.0 us$ TEM: TXdx= 600.0 m$ TEM: TXdy= 300.0 m$ TEM: RXarea= 180000. m2$ TEM: RXarea= 10000 m2skp Tx Station Grid-E Grid-N Freq Cmp Amps Win Time Magnitude RampAppRes Depth++┈++┈++┈++┈++┈++┈++┈┈++┈++┈┈++┈++┈++┈┈++┈┈++┈┈++ 2 1. 519822. 519822 2551844 32 Hz 20.00 1 .0331 9.2022e+4 8.5828e+1 4.7194e+1 2 1. 519822. 519822 2551844 32 Hz 20.00 2 .06362 8.9114e+4 5.6828e+1 5.3239e+1 2 1. 519822. 519822 2551844 32 Hz 20.00 3 .09414 8.6152e+4 3.4118e+1 5.0180e+1 2 1. 519822. 519822 2551844 32 Hz 20.00 4 0.1247 8.3147e+4 3.6216e+1 5.9492e+1 2 1. 519822. 519822 2551844 32 Hz 20.00 5 0.1552 8.0106e+4 2.8120e+1 5.8488e+1

表5 TEM的AVG数据文件变量说明Tab.5 The variable description of TEM AVG data file

2.2 文件信息提取

*.AVG文件中每行尾为归一化感应电压的平均信息(等时间间隔采样时)。对*.AVG文件读取时，头文件部分每行可采用字符串一维数组进行存储，程序设计与提取CSAMT的AVG文件的头文件类似。确定测点数和时间道数程序设计与CSAMT确定测点数和频率数相同，数据体部分中每一测点各个时间道采用二维实数组存储，数组变量名与Zonge的*.AVG数据文件变量名一致。值得注意的是，当绘制与深度、时间道有关的断面图时，要对每一个测点数据矩阵按对角线交换重新进行排序，即相同时间道的数据在同一条曲线上。

DO P=1,NUMF

！按对角线交换重新进行排序

DO J=1,NUMP

WRITE(10,10)P,J,NUMP+1-J,Sta(P,J),GE(P,J),GN(P,J),Fre(P,J),Comp,Amps(P,J),Win(P,J),&

Time(P,J),Vmag(P,J),Res(P,J),-1*Depth(P,J)

END DO

END DO

2.3 整理后的数据文件及实例分析

通过对AVG文件的读取与重新整理，得到新的数据文件(表6)。

对照表4和表6可以看出：在如表6所示的数据文件中剔除了数据标志变量，因为错误的数据是毫无意义的；剔除了发射点号，因为发射点号对于数据处理是无意义的；新增加了测点号和每个测点的时间道序号(升序和降序)，为GRAPHER，SURFER等软件调用数据，制作不同一维 、二维图件提供方便；同样剔除了平均信息值，因为这些数据本身对于定性解释时，也是无意义的。

通过对AVG文件信息的提取，用GRAPHER和SURFER软件制作出某测线的1～6时间道时间谱剖面曲线和视电阻率-深度拟断面图(图2)。

从图2可知，曲线完整光滑，读取的数据没有发生错误，说明了对数据读取方法的正确性和程序的可靠性。

3 结论

作者在分析了GDP-32ⅡAVG数据文件格式基础上，统一表示出了GDP-32Ⅱ数据文件中与国内电磁法变量单位的表示方法和数量级，采用FOR-TRAN语言编制出了读取与编辑*.AVG数据文件件信息程序，并对数据的移植性作出了相关说明，为GDP-32Ⅱ系统在野外生产中进行数据前期预处理过程中提供了帮助。

表6 整理后的TEM的AVG数据文件Tab.6 The AVG data file of TEM after arrangement

图2 时间谱剖面曲线和视电阻率-深度拟断面图Fig．2 The curve of time spectrum and the resistivity-depth pseudo section

参考文献：

[1] 美国Zonge公司. ZONGE Data Processing CSAMT DataAveraging Program[A]. December, 1996.

[2] 柳建新,王贵财,佟铁钢，基于GDP系统AVG数据格式与开发研究[J].系统仿真技术，2006，7.

[3] 程志平.电法勘探教程[M].桂林：桂林工学院，2003.

[4] 牛之琏.时间域电磁法原理[M].长沙:中南工业大学出版社,1992.

[5] 徐士良.计算机常用算法,第二版[M].北京:清华大学出版社，1995.

[6] 美国Zonge公司. ZONGE Data Processing CSAMT DataAveraging Program[A]. December, 1996.

[7] 柳建新,王贵财,佟铁钢.基于GDP系统AVG数据格式与开发研究.[J].系统仿真技术，2006，2(3):7,144-149.

[8] 廖国忠，李富，梁生贤.基于GDP-32仪器中CSAMTAVG数据的预处理软件开发[J].工程地球物理学报，2013，10(2)：165-172.

[9] 程志平.电法勘探教程[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[10] 牛之琏.时间域电磁法原理[M].长沙:中南工业大学出版社,1992.

[11] 徐士良.计算机常用算法(第二版)[M].北京：清华大学出版社，1995.

附录

提取CSAMT的AVG文件主程序体

REAL Sta(30,50),Fre(30,50),Amp(30,50),Ema(30,50),Eph(30,50),&

Hma(30,50),Hph(30,50),Res(30,50),Pha(30,50)

INTEGER NUMF,NUMP

CHARACTER*2 Ord

CALL READ_AVG(Sta,Fre,Amp,Ema,Eph,Hma,Hph,ReS,Pha,NUMF,NUMP)

CALL PAIXU(Sta,Fre,Amp,Ema,Eph,Hma,Hph,ReS,Pha,NUMF,NUMP)

WRITE(*,*)"你想在文件中提取信息吗?(Y/N)"

READ(*,*)Ord

IF(Ord=='N')THEN

GOTO 100

ELSE

CALL EDIT_DATA(Sta,Fre,ReS,Pha,NUMF,NUMP)

ENDIF

WRITE(*,*)"结束!产生了一个名为TEMP.TXT文件"

100 WRITE(*,*)'按ENTER键结束！'

PAUSE

END