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1AarhusInv_manual1.1软件介绍本手册以V6.3版本为例，详细介绍了AarhusInv反演软件的输入、输出文件格式，而关于正、反演部分则未做具体的介绍。在2012年之前该软件名为em1dinv，2012年之后更名为AarhusInv。1.2软件描述AarhusInv主要应用于地球物理勘探方面，对电法和电磁方法等数据进行反演和分析。主要是TEM、FEM、HEM、DC/IP、MRS、MT、SWD等方面。3基本输入-输出结构3.1输入文件AarhusInv启动和执行反演时需要一个模型文件、一个配置文件、一个或多个数据文件或一个网格文件(当选择2D-DC/IP反演时用到网格文件)。AarhusInv.nCPU是在反演过程中来分配CPU数量的文件。除了CPU文件外其他文件名都可由用户自定义。各文件扩展名如下：○1模型文件：filename.mod○2配置文件：filename.con○3数据文件：TEMdata:filename.temFEMdata:filename.femHEMdata:filename.hemDC/IPdata:filename.dcpMRSdata:filename.mrsSWDdata:filename.swdMTdata:filename.mtd○4网格文件：filename.msh其中配置文件filename.con主要是设置不同的参数来控制反演进程，该文件必须与AarhusInv程序位于同一目录下，或者是与模型文件名一起以输入参数的形式给定。(详见PDF文件中P11中的3.3)。如果没有给定配置文件，该软件则会自动去寻找名为AarhusInv.con的配置文件。3.2输出文件AarhusInv软件在反演结束后将数据、模型参数、参数分析、正演响应及反演设置等信息置于输出文件emo-file中。除了用户自定义名外，emo-file文件名与配置文件mod-file一样。根据con文件中的参数设置，emo文件也会被反复的写入，其区别为由.emo变成了.ems。当正在写.ems文件时，软件不会进行DOI和模型分析等工作。当输入文件中某些参数设置错误导致软件无法运行时，软件会生成一个错误文件。该错误文件的名称与配置文件mod-file一样(自定义文件名为filename.err除外)2日志文件名配置文件mod-file一样(自定义文件名为filename.log除外)3.3怎样通过命令语句启动AarhusInv有两种方式启动AarhusInv，命令行语句和输入-输出语句。(1)命令行语句○1当配置文件名为aarhusinv.con时，输入以下语句程序会运行：aarhusinvfilename.mod○2当配置文件con-file与模型文件mod-file不在同一目录下时：aarhusinvfilename.modfilename.con.○32D-LCI需要定义一个网格文件：aarhusinvfilename.modfilename.msh○4当○3中用到自定义的配置文件con-file时：aarhusinvfilename.modfilename.confilename.msh(2)输入-输出语句aarhusinv输完该句后，软件会提示需要模型文件mod-file。当默认的配置文件con-file与模型文件不在同一目录下时软件会继续提示。输入-输出语句不适用于2D-DC/IP反演。当输入aarhusinv64时在屏幕上会显示软件版本信息和版权信息。软件读取输入文件时会自动检查不同参数确保其有效合法。错误信息会提示在屏幕上，同时也会生成一个错误文件aarhusinv.err。如果在运行时出现了错误将不会有任何的文件输出。4模型文件_mod-file模型文件mod-file包含数据文件名、模型参数、优先信息、水平和垂直约束条件等。图4-1中的模型文件包含3个三层TEM模型，同时还有优先信息和水平、垂直约束条件。图4-1模型文件含3个数据文件、优先信息、垂直和水平约束条件。数据文件包含tem数据(文3件名：tem-file.tem)。！后面的注释可不要，红色加粗文字部分不包含在数据文件内。特殊格式：模型文件mod-file包含11种特殊格式，前面7种是与航空EM数据有关：1、Tx高度(TEM和HEM)2、Tx高度和偏移改正量(TEM)3、Tx高度和偏流改正量(TEM)4、Tx高度和X方向接收角度(TEM接收线圈固定在发送线框上)5、层状模型中Tx高度和电导率(HEM)6、Tx高度、Tx与Rx夹角、Tx与Rx距离、Rx的俯仰角和侧倾角7、Tx高度、转换因子、Tx与Rx夹角、Tx与Rx距离、Rx的俯仰角和侧倾角第8个用于薄板模型：8、薄板导电性、薄板X位置-距薄板中心、薄板y位置-距板中心、薄板z位置-距薄板顶部中心、薄板宽度、薄板高度、走向及倾角第9个与地表波传播曲线模型有关：模型参数有速度、密度、泊松比和厚度第10个与磁共振测深曲线模型有关：模型参数为视电阻率、含水量、阻尼时间、拉伸指数和厚度。第11个与激发极化法(IP)中柯尔-柯尔模型有关：模型参数有视电阻率、m0、阻尼时间、拉伸数和模型厚度4.1头文件部分图4-1的模型文件mod-file中前5行为头文件部分。Line1-文本标注：用户自定义模型标注。模型标注在emo-file中会被重复，最大长度为128个字节。Line2-第一个整数：用来反演的数据文件总数Line2-第二个整数：约束模型值的选取决定了如何设置垂直和水平约束。一般有以下值可选：Value=0：没有水平和垂直约束。Value=1：只有垂直约束。模型约束值为1代表在模型初始参数(视电阻率和厚度)之间只有垂直约束。Value=2：此处水平和垂直约束是以耦合宽度的值给出。该值为2代表只有相邻模型受到约束。该值为3代表两个最近的模型受到约束，其他则依此类推。Line2-第3、4、5实数：加权设置。这些值是可选的，主要用来设置加权反演。相关段落有详细介绍。Line2-第6个整数：加权类型。该值可选，主要用来选择加权类型。相关段落有详细介绍Line3~5-第1个整数代表模型数量：在一系列的数据文件中模型数要么以1增加要么从一条线到另一条线保持不变。Line3~5-第2个整数代表参数布局：该值定义进行反演的参数有哪些。参数布局可选以下值：Value=1：反演参数包含视电阻率、厚度和深度。这些参数必须如图4.1中按顺序给定。井中直流电法几何参数为圆柱对称？4Value=2：直流电法二维反演。参数与值1中所述一样。Value=3：该反演参数包含速度、密度、泊松比、厚度和深度。Value=4：该反演参数包含速度、厚度和深度。Value=5、值1中的参数加上发送线圈高度。Value=51：值5中的参数加上转换因子。Value=52：值5中的参数加上偏流改正量。Value=6：值5中的参数加上X方向-接收线圈角度。Value=7：该反演参数包含高度、视电阻率、电导率、厚度和深度。Value=8：该反演参数包含高度、Tx与Rx夹角、Tx与Rx距离、Rx的俯仰角和侧倾角、视电阻率、厚度和深度。Value=81：值8中的参数加上转换因子。Value=10：反演参数包含薄板导电率、薄板X位置-距薄板中心、薄板y位置-距板中心、薄板z位置-距薄板顶部中心、薄板宽度、薄板高度、走向及倾角。Value=13：反演参数包含视电阻率、含水量、阻尼时间、拉伸指数、厚度和深度。Line3~5-字符串命名的数据文件名：这些数据文件的默认扩展名为：TEM数据*.tem、FEM数据*.fem、地电数据*.dcp、MRS数据*.mrs、MT数据*.mtd、SWD数据*.swd。若绝对路径未被修改，则这些数据文件的存放路径与mod-file相同。整个路径名长度不能超过256个字符。Line6-整数-反演次数：该整数为反演进程中的最大反演次数。当反演次数达到了设定的值或者收敛误差达到con-file中设置的值时，程序将会停止反演。一般可取以下值：Value=-1：生成正演响应结果，并将结果写入fwr-file，此处不会生成输出emo-file文件。Value=0：生成正演响应结果和参数分析结果。其中，正演响应结果写入fwr-file，分析参数分析结果和正演响应结果均写入输出文件emo-file中。Value=-100：生成正演响应结果和参数分析结果。分析参数分析结果和正演响应结果仅写入输出文件emo-file中。此处不生成fwr-file。Value=1：普通反演模式。此处的值为反演程序所允许的最大迭代次数。其最大值为50，当模型文件中的反演次数设置大于最大值50时，反演程序也只会迭代50次。4.2参数部分图4.1中的参数部分为Line7~30，各行意义如下：Line7-第一个整数：层数。此处定义的层数包括位于地球层之上的空气层。例如，一个3层模型包含一个空气层，两个地球层，以及一个无限延伸的底层。Line7-2~4实数：模型坐标。对于2D-DC处理而言，当设置了与高程、位置、每个模型高程相关的约束时则需用到此参数。对于普通的1D处理则没有必要给出此处的坐标参数。具体可见图4.7的2D-LCI模型文件。Line8~10-第一个实数：视电阻率。第1、2、3层的初始视电阻率值，该值的范围定义在con-file中。Line8~10-第2个实数：优先标准。其取值如下：Value0：参数值不受限制，在反演中参数值没有优先信息。参数值作为反演的起始点值。Value1.e-3：参数值随着1+priorSTD变化。0Value=1.e-3：在反演过程中参数值不会变化。适用于层边界固定的小结构模型。如图4-3所示。Line8~1--第3和第4实数：约束值。此处垂直和水平约束因子是否显示是由第2行中约束模型整数值而定的。Value=0：水平和垂直约束因子都不显示。如图4-5所示。5Value=1:垂直和水平约束因子位于第3列。如图4-3中的第7行。Value=2：垂直约束因子位于第3列，水平约束因子则置于其后一列(第4列或者更高列)。Line11~12-实数：厚度。所有参数设置与视电阻率参数设置一致。Line13~14-实数：深度。所有参数设置与视电阻率参数设置一致。注意：在反演过程中深度不是初始参数，因此当priorSTD0时深度值是不用的。当STD0时，起始点的深度应为实际深度值。4.3示例图4-2：最简单的模型文件。一个数据文件。一个模型。无priorSTD。无约束条件。图4-3：多层/最小结构模型。固定边界的9层模型。视电阻率垂直约束递减。图4-4：模型1与模型2、模型1与模型3横向约束。？图4-5：在一个模型中将两个数据文件设置为联合反演。图4-6：一个模型中包括3个数据文件、两个模型、垂直和水平约束。4.4特殊格式(1)航空EM-发送线圈高度在航空EM测量中，发送线圈高度可作为一个反演参数。示例如图4-8所示。在模型文件格式中，高程参数可置于新加的一行，其他参数设置一样。给定的高程值应为正值。横向约束和优先约束的应用与之前一致。图4-8航空EM-发送线圈高度(2)航空EM-发送线圈高度和X方向接收倾角航空TEM数据以X方向接收时，X方向的倾角与发送高程可作为一个反演参数。X接收是固定在发送框架上的。模型示例如图4-9所示。倾角参数与高程参数一样，作为新的一行添加在文件中。但是横向约束一般不用于角度参数，而优先约束则是可以的。6图4-9航空EM-发送线圈高度和X方向接收倾角(3)航空EM-带电导率高度为正数，并作为新的一行添加在模型文件中；约束条件和优先信息的设置与之前一样。各层电导率与各层视电阻率的设置一样。示例如图4.10所示：图4-10航空EM-带电导率(4)航空EM-发送高度和转换系数转换系数行可添加在发送高度行之后。并将该乘以所有测量数据。图4-11航空EM-发送高度和转换系数(5)航空TEM-发送高度和线圈响应改正(CR)