重磁实验二Word文件下载.docx
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半空间狄利克莱问题解析解：
其中：
称为延拓因子，为计算面Z坐标，Z轴向下为正方向，为计算面频率域位场，为延拓面的频率域位场。
2输入/输出数据格式设计
2.1输入/输出数据文件名
输入数据和输出数据文件名均保存在“parameter.txt”中。
第一行为输入的低高度观测面数据文件；
第二行为输出的高高度观测面数据文件；
第三行～第四行依次为输入的扩边比例因子和延拓高度。
A20_mag.grd
A53_mag.grd
1.5
3.3
2.2重要变量名
filename_Field:
低高度观测面数据文件
filename_Conti:
高高度观测面数据文件
Field（m,n）:
低高度观测面数据
Conti（m,n）:
高高度观测面数据
error:
延拓后的均方误差
factor_x:
扩边比例因子（>
1.0）
height:
延拓高度（>
0：
向上延拓，<
向下延拓）
Factor_Conti:
延拓因子
point:
点数
line:
线数
m:
扩边以后总点数（满足2的幂次方）
n:
扩边以后总线数（满足2的幂次方）
3总体设计
I
输入有关参数：
filename_Field,filename_Conti,factor_x,height
从文件输入有关参数：
point,line
计算有关参数：
m,m1,m2,n,n1,n2
从文件输入有关数据：
xmin,xmax,ymin,ymax,dx,dy,Field
P
进行扩边处理
傅里叶正变换
计算延拓因子
进行乘积运算
傅里叶反变换
O
输出计算结果：
Conti,error
4测试结果
5结论及建议
（1）由高高度观测面位场等值线图（图2）可以看出，向上延拓的效果较好，能清晰地反映磁异常位置，等值线光滑，均方误差仅为1.660418。
（2）与低高度观测（图1）相比，向上延拓3.3m的高高度观测（图2）得到的磁异常幅度有所降低，位场等值线图明显对1、2号这两个局部异常体进行了压制，突出了3号区域异常体。
（3）本次程序设计过程中的一些认识：
扩边参数m,n计算完成后再开辟数组，否则会导致在扩边过程中数组空间不够用；
二维扩边可利用一维扩边子程序，将大大减轻二维的繁琐程度；
对老师提供的FFT和计算圆频率的子程序要理解输入/输出参数的含义并灵活运用；
理解延拓因子的计算公式中各个参量的含义才能进行程序实现；
最大的感受就是在一开始虽然对整体的程序流程有了大致的把握，但落实到具体的程序编写时却发现了对各种细节理解的偏颇之处，正所谓纸上谈兵就是如此吧，只有在实践中才能真正地理解和提升。
源程序代码
!
******************************************************************c
功能：
频率域位场延拓
文件参数说明：
filename_Field:
filename_Conti:
输入参数说明：
factor_x:
height:
point:
line:
xmin,xmax:
点坐标的最大值，最小值
ymin,ymax:
线坐标的最大值，最小值
dx:
x方向点距
dy:
y方向线距
扩边参数说明：
m1,m2:
实际数据起点位置和终点位置（m2-m1+1=point）
m:
n1,n2:
实际数据起点位置和终点位置（n2-n1+1=line）
n:
输入数据说明：
Field（m,n）:
Freal（m,n）:
低高度观测面数据数据实部
Fimage（m,n）:
低高度观测面数据数据虚部
延拓参数说明：
U（m）:
x方向对应的圆频率
V（n）:
y方向对应的圆频率
W（m,n）:
径向圆频率
Factor_Conti:
输出数据说明：
Conti（m,n）:
Creal（m,n）:
高高度观测面数据数据实部
Cimage（m,n）:
高高度观测面数据数据虚部
error:
------------------------------------------------------------------c
ProgramPotenConti
implicitnone
character*（80）filename_Field,filename_Conti
realfactor_x,height
integerpoint,line
realxmin,xmax,ymin,ymax,dx,dy
integerm,m1,m2,n,n1,n2
realerror
real,allocatable:
:
Field（:
:
）,Freal（:
）,Fimage（:
）
Conti（:
）,Creal（:
）,Cimage（:
U（:
）,V（:
）,W（:
Factor_Conti（:
!
读取文件名及参数
callGet_parameter（filename_Field,filename_Conti,factor_x,height）
读取点线数
callGet_point_line（filename_Field,point,line）
计算扩边数据
callGET_M1M2m（point,factor_x,m,m1,m2）
callGET_M1M2m（line,factor_x,n,n1,n2）
开辟数组
allocate（Field（1:
m,1:
n）,Freal（1:
n）,Fimage（1:
n））
allocate（Conti（1:
n）,Creal（1:
n）,Cimage（1:
allocate（U（1:
m）,V（1:
n）,W（1:
allocate（Factor_Conti（1:
读取低高度观测面数据
callInput_Field（filename_Field,m,m1,m2,n,n1,n2,xmin,xmax,ymin,ymax,dx,dy,Field）
二维扩边
callExpend_cos_2D（m,m1,m2,n,n1,n2,Field）
2DFFT正变换
Freal=Field
Fimage=0.0
callFFT2（Freal,Fimage,m,n,2）
计算二维圆频率
callWAVE2（m,n,dx,dy,U,V,W）
callCalculate_Factor_Conti（m,n,W,height,Factor_Conti）
乘以延拓因子
callProduct_Factor_Conti（m,n,Freal,Fimage,Factor_Conti,Creal,Cimage）
2DFFT反变换
callFFT2（Creal,Cimage,m,n,1）
输出高高度观测面数据
Conti=Creal
callOutput_Conti（filename_Conti,point,line,m,m1,m2,n,n1,n2,xmin,xmax,ymin,ymax,Conti）
计算延拓后均方误差
callCalculate_error（m,m1,m2,n,n1,n2,Field,Conti,error）
EndProgramPotenConti
读取文件名及参数子程序
SubroutineGet_parameter（filename_Field,filename_Conti,factor_x,height）
character*（*）filename_Field,filename_Conti
open（10,file='
parameter.txt'
status='
old'
read（10,*）filename_Field
read（10,*）filename_Conti
read（10,*）factor_x
read（10,*）height
close（10）
EndSubroutineGet_parameter
读取点线数子程序
SubroutineGet_point_line（filename_Field,point,line）
character*（*）filename_Field
open（20,file=filename_Field,status='
read（20,*）
read（20,*）point,line
close（20）
EndSubroutineGet_point_line
扩边数据位置确定子程序
mpoint:
实际数据个数
输出参数说明：
实际数据起点位置和终点位置（m2-m1+1=mpoint）
SUBROUTINEGET_M1M2m（mpoint,factor_x,m,m1,m2）
INTEGERmpoint,m,m1,m2
REALfactor_x
integermtemp,mu
mtemp=mpoint
dowhile（（mod（mtemp,2）.eq.0）.and.（mtemp.ne.0））
mtemp=mtemp/2
enddo
if（mtemp.eq.1）then
m=mpoint*2
else
mu=int（log（float（mpoint））/0.693147+factor_x）
m=2**mu
endif
m
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