Tesseral 中文 用户手册全.docx

1、Tesseral 中文 用户手册全Tesseral 2-D v3.0用户手册在PC机上地震和声波场建模程序Tesseral 2-D 全波建模程序用户手册1. 概述Tesseral 2-D 全波波场建模软件包版本2.5包含3个主要的部分: Modelbuilder（建模器），Computational Engine（计算引擎） 和 Viewer（浏览器）。1.1 建模器允许用户构建一个二维的密度-速度地质剖面模型，然后运行计算引擎中的一个模型程序。1.2 计算引擎计算合成地震记录和拍摄系列快照，目前支持5种波动方程的计算： 垂直入射模型提供一种相对较快的估计反射波时间和振幅的方法，该方法假设地震

2、能量传播是严格垂直的一维传播，在该假设情况下，不考虑地震能量的耗散。. 标量波动方程模型是非均匀介质中波场效应最简单的近似，它只考虑压缩波的传播，不理睬密度变化。这个方法对于估计波的运动是很有用的，它的计算速度能比声波方程模型快30%。 声波方程模型使用户能估算实际地质情况中地震能量传播的二维波场效应，它忽略固体介质中的刚度，即是说，这是一种理想的流体介质，在该介质中横波的速度为零。这种近似对于固体的计算仍然有用，当大部分地震能量传播到不连续介质时，转换波的振幅是很小的，可以忽略不计。声波方程模型计算比垂直入射模型慢，但比弹性波方程模型要快。声波方程模型和垂直入射模型仅考虑纵波速度和密度特性。

3、 弹性波动方程模型是这个软件包中最综合的工具，产生的结果最接近固体介质的实际条件，包含了转换波和横波效应。它不仅考虑密度和纵波的分布也要求知道对应横波的速度，它的计算时间是声波方程的两倍。横波速度在模型的某些区域可以为零，这样就在模型中形成固体和液体两种介质。 各向异性弹性波动方程模型是弹性波动方程的一个变异，模型在纵向和横向的物理特征的变化被考虑。这个公式允许粗略地模拟各向异性介质的响应( 3.7.3.4). 它花费的时间是弹性波动方程模型(各向同性)的三倍。 计算时间不仅依赖于方程的类型，同样也依赖于模型的尺寸的大小(成正比)。纵波最小速度的降低和最大速度的提高会加大计算的时间。震源的主频

4、也是很关键的参数，因为计算时间与主频三次方成正比。正常情况下，中小模型(从1*1 km模型、震源主频100HZ以内到10*10km模型、震源主频小于30HZ)的计算时间(PC 500MHz)从一分钟到几小时不等。1.3 浏览器被用于观看两种计算结果：炮集和快照。计算的炮集是一个合成记录，类似于野外观测接收排列得到的数据集，计算结果将和实际数据进行比较。通过观看和分析模型计算波场传播的成功快照，将帮助用户识别地震同相轴。 数据通常被存储在与特定剖面相对应的目录中( 5). 由建模器形成的数据是模型数据，是一个带有扩展名“.tam” 的文本文件。 由计算引擎产生的网格文件，扩展名是 “.tgr”，

5、为二进制文件。1.4 数据输入/输出标准格式或一些别的软件包数据格式能够输入到建模器中。同样，数据也能够从建模器或浏览器中输出(12.8) 。成果能够以几种格式输出，以便在别的软件包中作进一步的分析和处理，或者被转换为不同的光栅文件格式(6.4.3)。2. 启动可以用两种方法来建立震源介质模型：用自带的工具包手绘构建；用事先做好的模型参数文本表示。 模型源数据与建模器相关联。点击这些带图标的文件便可以调用Tesseral 2-D应用程序。 你可以从 Start Programs Tesseral.exe 启动Tesseral 2-D程序，也可以点击快捷图标启动。 用户也可用拖放数据文件方式来打

6、开对应的Tesseral 2-D应用程序。3. 用建模器创建模型3.1 第一次启动Tesseral 2-D应用程序，建模器面板自动地打开，对于第一次阅读和初次建模，你可以跳过软件包选项和对话框描述的细节，当你需要时再返回来阅读它。有几种办法可以重排应用程序主窗口( 3.28)。3.2 建模器面版允许你在屏幕上构建图形化的模型、输入速度和密度的分布、设计观测系统参数，并运行计算模块。 下图是一个简单但相当弯曲的模型剖面，它象由一组多边形叠合而成。 多边形根据用户画图的先后次序排列起来，后面画的多边形(部分或全部)覆盖在前面画之上。建立模型最常用的顺序是从模型的顶部到底部顺序画出。以后可以对多边形

7、和节点进程插入、删除、粘贴、移动等操作。 多边形允许在选择的区域内局部地分布物理参数。通常用户看到的是没有被覆盖的多边形部分。这些可见部分是有效面积，即要被计算的部分，连同其他可见部分，构成实际要表述的模型。3.3 建模器菜单和工具条首先让我们看看菜单(上行文字)和工具条(下行图标)：为了建立新的模型，你应该执行“File” “New”菜单顺序，或按下工具条上按钮。 当建立新模型时， Framework 对话框出现，该对话框包含四页 ：a ) Cross-section, b ) Source, c ) Observation d ) “Signal”。这个对话框可以在任何时候由按下按钮或者在

8、 “Edit” 下拉菜单中选中对应条目调用。3.4 剖面页允许定义模型的方框、名字和设置计算方法。 模型名：如果有必要的话，模型剖面除了有一一对应的模型文件外，可以额外添加一个名字。 模型方框：规定了模型的面积，修改Left, Top, Right, 和 Bottom的值，就改变了模型面积。 “Computation” 组包含一些设置计算引擎的参数。 地表 组按钮： 不可见 (“Invisible” 选中) 地表 ，如果是地震(声波)波场模型，地表不能出现反射。 “Free” 产生一个“真正”的自由界面，在自由界面上波根据界面条件被反射，反射波相位与入射波相位相反。 对于“Static” 选项

9、，来自界面的反射波将和入射波有同样的相位(速度/密度由低到高)，如果震源被放在靠近界面的地方，震源的最初脉冲将被来自模型界面的正反射系数修改。“Static” 选项在标量方程中不起作用( 1.2.2)。 网格单元默认最小参数值：用来确定计算网格单元的大小 最小纵波速度( “Velocity”)。最小速度越高，网格单元尺寸越大，缺省值(选中对应框时)为实际模型输入的最小速度值。通过输入更高的值(不建议超过默认值的200%)，用户可以控制计算的速度和质量。 最小波长( “Wavelength”)，最小波长越小，网格尺寸越小，缺省值(选中对应的框)为模型输入的实际最小波长值。输入一个更小的值(可小于

10、实际值的25%)，能增加网格的精度(波场模型)，在小不均质(但规则)模型或者为了避免横波耗散，常常使用更小的波长。通常会随最小纵波速度和震源主频变化 时间采样 ( ”Sample”) 总是使用缺省值，为了充分收集信息该值由程序设定，它是程序计算一步所需时间。 模型网眼尺寸(“Mesh”) ：给出实际计算网格尺寸(“X”, “Z”)的信息 ，和计算的步数(“T”) ，网眼尺寸由程序根据观测参数和模型参数(模型面积，最大、最小速度(波长)和震源的主频)确定。 计算时间的估算，以一个与模型相关的单位给出，一个正常时间( NT )等于1000000个面元 计算1000步所花费的时间：小模型（小于1NT

11、）：在PC 500MHZ上花几分钟。中模型（ 约10NT） ：花费约1小时计算时间。大模型（约100 NT）：能用几小时的计算时间。3.5 炮点页允许用户输入数据去定义地震波场产生的条件：该页包含三个控件组：1 )“Point ”；2）“Surface ”；3）“Horizon”；它们对应于三种不同的震源激发类型，选中不同的组名就选择了不同的震源类型。 “Point” 是正常的局部震源。 “Free” 选中框 允许用户随意设置震源位置，并有随“对象移动”的能力( 3.11)。当震源被设计 ( 3.11.3) 在一条预定的测线上时，这个选项被选中，且标题为 “projected” 的选项被激活。

12、 “Cable Interval” 复选框 允许用户在起伏地面或斜井中设计等炮距的炮线。 “Number” 控件 允许用户定义炮数，也就是计算合成记录（炮集）的数目。 “Interval” 控件 允许用户输入相邻炮点的距离( “Free” 没有被选中)。如果距离值是负数，那么炮点将反序放置。即从大坐标到小坐标值。 “Computation” 组的 “First” 控件 设置当前计算的最小炮号。 “Computation” 组的 “Last” 控件设置当前计算的最大炮号。 “Default” 复选框允许用户设置自动值，该值根据对话框的前后关系确定，它和别的对话框原理是一致的。 “Surface”

13、 选项被选中时，震源是线性并且和模型界面（地面震源）是一致的，它允许用户模拟平面波的传播（零偏移距方式）。这种模拟是一种快速方法，这种方法得到的结果可用于比较地震勘探常用到的CDP 时间剖面。 在将来的版本中，可允许模拟不垂直平面的波， Wave angle 控件 就是为了这个目标预制的。 “Horizon” 选项允许用户较快地模拟CDP时间剖面，包含在一个组里的所有界面(模型多边形的可见边界)同时产生向上的波(爆炸面)。这是另一种(在很多情况下是最好)近似CDP时间剖面方法，另外它允许用户从不同的界面组分别产生反射波并分析它( 3.26.3)。 为了消除模型中陡界面产生的波，必须设置“Max

14、 Angle” 控件中的值，这个值对模型所有界面都起作用，多变形边界产生波场的部分用粗线表示(3.26.3.3)。 “Parameters” 组框允许用户输入通用的数据： “Frequency” 控件定义震源主频，它表示在该频率上产生的子波振幅更强。 Mode 框 包含 1)“Compressional” (压缩)和 2)“Rotational” (旋转)选项，它定义震源的方式。第一种方式是一种常用的震源模型，它产生纯粹的压缩波，第二种可用于一些弹性波动方程模型中，在这些模型中主要用于评价地震能量的旋转部分(剪切波)。 “Wavelet” 控件 允许用户选择一种震源子波类型，有三种类型可供选择

15、： “Single” （单一）是最简单的形状。 “Symmetric” （对称）波形对称于中间的波峰。. “Double” （双倍）有两个波峰和三个波谷。(+) 下一版本预计能输入用户自定义的震源子波3.6 观测系统页允许用户输入观测系统参数：“Receivers 旁边的 Position” 组： 该框 包含两种类型的接收线方位“Horizontal Line” (水平线) 和 “Vertical Line” (垂直线)，在第一种情况下检波器沿水平方向排列，在第二种情况下检波器将垂直地布设，在缺省情况下假定接收线从模型的一边延伸到另一边。 “Free” 复选框 允许用户利用 “object m

16、ove” (对象移动)能力在随意位置上布设检波器，当检波器被设计在一条预定的曲线时，在这个框被选中。 “Cable Interval” 复选框 允许用户在地表或斜井设计接收线时等间距地设置检波器，当这个复选框被选中后，标题为 “projected” 的选择项被激活 ( 3.11.3)。 “Move with source” 复选框 允许用户在多炮点时设置接收线随炮点移动，在下一个震源激发前，接收线移动一个等于当前炮点到下一炮点位置的距离。这个选项只有在炮线和接收线在同一方向(水平或垂直)时起作用。 “From” 和“To” 控件 允许用户在不使用缺省位置时定义接收线的空间间隔，使用缺省值时，

17、“From” 被设置为最小(水平时为左边，垂直时在顶部)模型边， “To” 被设置为最大值。 “Interval” 控件 定义检波器之间的距离，缺省时它被设置为一个与检波器数相适应的值，如果设为负值，检波器将反序放置，即从大坐标值到小坐标值。 “Margin” 控件允许用户设置环绕观测框架(炮点和接收线)的边界，并定义计算网格的实际大小，建议使用缺省值。 “Receivers 旁边的 Time” 组： “Start” 控件 定义数据记录的开始时间，缺省时被设置为最小延迟时间，这个时间取决于震源的主频，它允许用户用来切除近道的大振幅值。 “Stop” 控件 定义用户想要计算的最大波场传播时间，缺

18、省时被置为：波从模型底返回到地面的估计时间的1.5倍（取决于模型中最小和最大纵波速度）。 “ Sample” 控件 定义数据的采样率，缺省时设置为一个与样点数相适应的值 。 Position 旁边的 “Snapshots” 组包含两个控件： “Every” 控件 允许用户定义在什么炮点位置上拍摄快照，如果等于零，那么不拍快照。否则将在每第 m个炮点位置上拍摄快照。拍摄位置的个数 n取决于震源方式和相应的参数： 1)炮点位置的个数(Point 方式)，2)实际界面组个数(Horizon 方式)。 “End truncation” 复选框 .如果它被选中，那么在计算的结尾，程序将截断计算区域以适应

19、接收位置和截止时间。 “Snapshots” 旁边的 Time 组 ： “ Start” 控件 定义拍摄快照的开始时间，缺省时被设置为依赖于震源主频的最小延迟时间。 “Sample” 控件 允许用户输入拍摄快照的时间间隔（在剖面中波传播的图片顺序）。 用户能看见一个数字 它代表程序计算得出的数据项的个数。 在完成编辑和选择之后，点击 按钮，关闭对话窗口。如果你想放弃最近的设置，那么点击 按钮或者点击窗口右上角的关闭框 ，在这个软件包中可用同样的方法关闭其它对话框。3.7 多边形对话框在新模型初始化( 3.1)， Framework 对话框第一次关闭时，第一个多边形被自动地画出。缺省时第一个多边

20、形覆盖整个模型方框，在模型建立过程中它将被其他多边形覆盖，用户也可以在后来改变它的形状，通常第一个多边形使用模型的上方，然后 Polygon 对话框出现以便用户定义该多边形区域的特性： （可选）用户可在“Name” 窗中为该区域分配一个名字，用户必须输入纵波速度和密度值。 Velocity （速度）组用户必须输入一个值到 “Compressional” (纵波速度 3.8.1) 控件 中。 Default 组复选框表明是否对应的数据已经由用户输入或者由预定义的标准响应所设置，当你分配别的参数时（非缺省），预定义的标准响应自动修改参数的缺省值。 “Default” 组的组合框 允许用户选择一个特

21、殊的关系表。 另外两个窗口 “Shear” (剪切波速度 3.8.2) 和“Density” (密度 3.8.3) 定义另外的物理特性，剪切波速度值仅在弹性模型公式中使用，在别的计算中不被理睬。 “Base point” 组合框 允许用户选择一组参数，该组参数对应于一个已分配的“基本点” ( 3.13.2)。 “Anisotropy” 控件 允许用户在该多边形区域的水平和垂直方向上使用不同的速度（纵波和横波），输入了数值表示物体特性发生了变化，该数值表示物体水平方向特性向垂直方向改变的百分比（最高100%，零表示各向同性），缺省时多边形是各向同性的。如果相应的 “default” 框 未被选中

22、，那么该多边形被认为是各向异性的，在这种情况下，对应的控件被使能并包含了各向异性的值，各向异性仅在弹性各向异性计算方法中被使用。 +下一版本 如果“Transparent” 复选框 被选中，那么多边形的特性被加入另一个多边形中。 “Polygon” 对话框有两个列表：选择列表中的条目，该条目的物理参数值就传给当前多边形。 Model list （模型列表）包含了这个模型已经定义了的多边形，通过从列表中选择多边形并按下 Apply parameters 按钮，用户能够输入对应的物理参数到当前多边形编辑控件中。 Sample list（范例列表）包含了预定义的岩石样品物理特性，选择列表中的条目并按

23、下 Apply parameters 按钮按钮，用户可输入对应的物理特性到当前多边形编辑控件中，用户能从列表组合框 中选择一个特殊样品组。 当用户从列表中选择了任意一个条目后， Average 按钮被激活，按下该按钮，选定条目的平均值输入到编辑控件中。 在震源激发方式为exploding horizon（爆炸面）时，Horizon（界面）组可以被使用( 3.5.4)。它允许用户切断（不产生上行波）该界面与这个多边形联系，并把它的值分配到一个界面组中( 3.26.1)。在别的震源激发方式这组参数不起作用。 当用户选定 “Sample” 列表中的一个条目时，该条目对应的岩石图形被显示在“Sampl

24、e pattern” 位图控件中，你能分配这个图形到当前多边形中，你只要按下“Assign pattern” 按钮即可，你同样也可以通过外部文件给多边形分配一个图形，这时你要按下“Load”按钮，按下“Clear” 按钮可以清除分配给当前多边形的图形，分配的岩石图形将充填在该多边形区域中。3.8 静态物理参数建模器允许用户定义下列静态（不随时间改变）参数： 纵波速度：地震波/声波能量传播的速率，对应于介质中质点在波前面法线方向运动。 横波速度：与横波对应的地震波能量的传播速率。 密度：物质在空间中的分布（体积中的物质）。3.9 通用菜单条目允许用户编辑模型对象 (“Edit”)、显示图形(“V

25、iew”)、定义模型比例(“Scale”)、图形特定物理参数的定义(“Component”)、为选定的区域设置一个量值(“Magnitude”)、运行别的程序(“Run”)、寻找或打开别的窗口(Window)、获得帮助(Help)等，详细描述如下： File 下拉菜单列表允许用户选择标准的文件操作。 部分功能可双击工具条上的按钮 实现。 Edit 下拉菜单列表的大部分功能可通过点击工具条: 按钮执行。3.10 选项对话框：在画模型之前，选择 options 是很重要的，按下工具条的 按钮或者从“File” ( 3.9.1) 下拉菜单选中该条目，产生下列对话框： 通用页： 通用页允许用户输入数据

26、，该数据将在打印机上被打印出来 ( 3.21)。 Language 框 允许用户选择本软件包的接口语言。+下一版本将包含不同的语言。 Load last workspace 组复选框设置打开一个包的正常使用操作，该包的所有数据是上次关闭前所有窗口面板的信息，否则窗口将只包括上次的模型图。 “Measure units” （测量单位）页允许用户选择测量单位系统，“Imperial” 指示使用英制英尺、磅、秒, “Metric” 使用公别单位米，千克，秒 ，用户同样能选择数据表示的精度，按下 按钮即可，或者通过 按钮来选择数据表示的尾数，通过选择单位 控件用户能定义合适的度量单位。 利用“Grap

27、hics” 页你能控制充填面元颜色的细度，用这种方式允许你权衡画图的质量和速度的关系。 在 “Drawing quality” 控件组中, 如果你选择了“Draft” 按钮 ，那么画图是最快的但也是最粗糙的，如果你选择了“Controlled” 按钮 ，你能通过移动 “Graphics grain” 滑块 来分配图象颗粒的大小，如果你选择了 “Draft then Controlled” 按钮 那么图片将分两步画出 ：1) draft, 用户不做任何修改， 2) “Controlled” 用户通过 “Delay” 编辑控件 定义图象颗粒的大小。 通过使用 “Layout” 复选框 用户能够改变

28、面板的布局 (3.28).3.11 炮点和接收点对象 对象选择可用“Normal”方式进行，在这种方式时，光标的形状是，否则用户通过压下工具条上的 接钮或选择“view”下拉菜单中对应的条目可改变到“normal”方式，你同样可以通过压下鼠标右键从别的方式退出，并返回到“Normal”方式。 模型方框通常包含两种类形的对象： 1）震源（用表示）；2）接收器（用方块表示）。当用户移动鼠标到震源上，鼠标的形状从变为，在接收线上变为。当用户在对象上压下鼠标左键并移动，对象的图标将随鼠标指针移动，释放按键对象位置被固定，用这种方式用户能改变对象的位置。用同样的方式可改变模型中任意对象的位置。 接收（炮

29、）线投影是一种允许用户放置接收器（震源）在起伏地表或偏斜井的方法：a)在framework对话框定义接收线的初始方位。b)定义 “from”, “to”, “interval” 观测线参数。c)退出对话框d)用画虚线多边形（“new polygon”编辑特征）定义投影线。e) 选择 “Edit-Project-Receivers (Sources)” 菜单。f)接收器（炮点）将被投影到选定的虚线多边形上。g)删除虚线多边形。3.12 画模型 开始画模型时点击按钮 ，或者从鼠标右键弹出菜单选择 draw new polygon 。当准备好画模型时，光标型状为。 在模型的左边界预定的深度上（鼠标坐

30、标值显示在状态栏），你点击鼠标左键；当你移动鼠标时，一根线连结鼠标和前一个点，它表示多边形第一个边界的长度，你可以在你想要画多边形拐点的地方点击鼠标，释放鼠标自动产生一个点并用线连接它们，顺序点击鼠标左键你能画出你希望的曲线形状。你同样能看见当前光标的位置，此外，在画多边形时你也能通过调用 “Tune position” 对话框 (3.25)，输入精确的座标值。 如果你在错误的地方点击了鼠标，那么你可以用键盘的“Backspace” 键恢复它。 双击鼠标左键结束画图并闭合多边形。 当你点的点违反模型限制，程序自动添加额外的点去闭合多边形，这些自动点覆盖在模型方框的底部。 点击鼠标右键或压下键盘的 “Esc” 键能取消画图，这种方法能取消所有的操作。 当新的多边形闭合后，程序产生“Polygon”对话框，以便用户输入物理参数，参数描述在3.7章，“Polygon” 对话框关闭后，用户可开始画下一个多边形。 “Polygon” 对话框同样可以通过双击多边形区产生。. 在多边形区内点击就选择了该多边形。3.13 梯度/复合参数分布 在选定的多边形区内，用户通过选择鼠标右键弹出菜单的Add Base point