Geosoft软件的开发与应用.docx

1、Geosoft软件的开发与应用 目 录绪论 11 Geosoft简介 311 正反演模拟 412 网格化、滤波、基底深度模拟 413 数据的可视化及解释 514 数据的无缝整合 62 Geosoft软件开发 721 Geosoft的成图准备工作 722 Geosoft的成图步骤 83 Geosoft软件应用 1131 Geosoft软件成图过程 1132 Geosoft与WinGLink结果比较 1433 三维表面图 17结论 19致 谢 20参考文献 21绪论Geosoft软件在世界范围内得到了各著名矿业公司、油气公司、勘探公司、咨询公司和政府部门的一致认可和长期使用，是非地震勘探领域（物探

2、、化探、航测、钻探）数据处理和成图的权威软件。国内一些著名勘探公司、油气公司、科研院所和政府地质部门也是Geosoft软件的长期用户，如中国地调局、国土资源部航测遥感中心（AGRS）（五套）、中国地质科学院矿产资源所 (CAGS)（两套）、大庆油田物探公司、东方地球物理公司物化探事业部、北京大学、必和必拓矿业集团中国分公司、力拓工业矿物勘探集团中国分公司等。Geosoft软件主要包括Oasis montaj平台及有关模块。Oasis montaj提供了一个完全的数据技术方案，包括数据存取、处理、解释、数据共享和做出决策。Oasis montaj平台可以创建精密复杂的视图以指导地下勘探，创建包含

3、复杂三维地球模型的专业品质的地质图。其主要包括专业的成图技术；地下3D可视化，简化了对数据的浏览和分析过程；无缝链接；通过动态链接精确定位地图数据；领先的网格化功能；高性能的数据库。综合应用地质、地理、地球化学成像信息进行矿产资源勘探1说明了Geosofts Oasis montaj在实现端对端的数据验证、处理、分析、综合及解释方面的应用情况。Geosoft 软件还可以用内置的 ER Mapper 成像插件对图像进行综合分析。 Geosoft公司的Oasis montaj TM是功能强大的用于地球科学调查和勘探的成图及数据处理软件。Oasis montaj软件能够对大量的地球物理、地球化学和地

4、质数据进行综合、处理、可视化和比较；它能够对数据进行快速分析，以帮助用户及时解决问题并做出决定。Oasis montaj TM 扩展模块含有地球物理和地球化学分析、三维钻孔成图、重力和磁力滤波、数据校正、解释和其它功能。另外，由Geosoft公司的技术合作伙伴开发的montaj plus TM扩展模块，采用Oasis montaj TM软件平台在montaj环境下提供专门的重力和磁力数据处理和正反演模拟。 在应用Oasis montaj软件系统进行海底成图2中，Svitzer公司选择Oasis montaj软件系统作为海洋测深数据处理与分析的主要工具。Oasis montaj软件系统的典型应用

5、领域是高清晰度工程勘测，也是一个很有价值的展示地球物理数据的工具，最近已被认定为开展“丹麦法罗群岛GEM Network地质灾害研究”的关键软件产品。Oasis montaj的特点：高性能的数据库、专业成图、三维视图、叠加的三维图、与GIS和其它专业应用软件共享数据。Oasis montaj的应用范围：航空、海洋和地面重力和磁力测量数据处理，分析及质量控制；矿产勘探及评估；油、气储量勘探；UXO（未爆军火）检测；地质和水文地质调查；环境调查；考古遗址调查；海洋学研究。在基础勘探软件3中Geospatial成图和可视化应用软件，如Geosoft Target软件，已被证明是提高勘探效率的基础软件

6、，并可用来向投资人、分析师和可能的合作伙伴展示钻探成果。本论文主要对Geosoft的Oasis montaj平台的数据存取、处理、成图及图形输出进行了解开发。在根据地震速度场应用正演模型方法进行密度分析黑海地区的一个勘探实例4中应用Oasis montaj系统以01gm/cc 的间隔从密度网格数据提取出等值线，然后把地震深度剖面的位图加载到 Oasis 密度等值线图上。可以通过目测快速拉伸位图，使之与炮点-深度参考位置对齐；或者，如果想更精确些，可以使用 Oasis montaj 系统中两点“偏移”程序对齐位图。本次数据处理采用的网格化方法为克里格网格化法，结合下庄CSAMT反演数据进行实际的

7、处理成图，并与原图进行比较。1 Geosoft简介Geosoft 公司成立于1986年，是矿产勘探和地球科学调查领域的领先地学空间软件和解决方案提供商。Geosoft 的 Oasis montaj 成图和数据处理软件用于勘探数据和其它地球科学数据的快速处理、评估和质量控制， Geosoft 的 Target 和Target for ArcGIS 软件简化了钻孔成图和数据可视化，使之便于勘探目标的及时识别。在矿产勘探、油气勘探、环境调查和未爆炸军火（UXO）调查中，高效的获取并有效的利用大量的地球科学数据是至关重要的，在 100 多个国家中有超过 5000 个用户依靠 Geosoft性能出众的软

8、件来提高他们项目的运行效率和勘探精度。Geosoft 总部位于加拿大多伦多市，在南美洲、欧洲、南非和澳大利亚设有分公司，在中国、俄罗斯和印度设有办公室。Geosoft的成熟和强大的数据库技术，处理引擎和开发库是被地球科学顾问和组织的一个国际团体用来作为提供的广泛行业解决方案和服务，包括数据采集，处理和质量控制，分析和解释的一个平台。Geosoft的GX的开发库使地球科学家可以编辑和创建自己定制的Oasis montaj 的GXs。地球科学顾问具有GX这个杠杆工具，以支持和加强其独特的方法论，增值其服务。Geosoft已经利用GX开发工具，建立个性化的技术解决方案，来适应工作的流程和界面的需求。

9、Geosoft的Oasis montaj TM的高性能的数据库可以存储超大量的数据，数据库内存储的数据用表格和联合剖面图窗口来调取和显示。通过数据库可以在勘探周期的每一阶段中采集、保存、处理和分析大量的数据，将其可视化，并与其他数据和信息整合在一起。Oasis montaj 提供了一个理想的软件环境，它用来对数据量巨大的地球物理数据、地球化学数据和地质数据进行整合、浏览和对比。可以加快数据分析过程，有效的帮助地球科学家在大型的勘探项目中快速解决日常问题和作出决定。Geosoft的主要功能有：11 正反演模拟Geosoft的Oasis montaj平台可以进行重力和磁法数据成图、正反演模拟和解释

10、的综合解决方案。这些全球工业标准的成图、解释和正反演模拟解决方案可以提高勘探的成功率、减少风险、降低成本。图1-1 三维解释图1-2 精细的二维剖面模拟12 网格化、滤波、基底深度模拟通过Oasis montaj 和 GM-SYS的滤波功能、网格化功能、 基底深度模拟(depth-to-basement) 功能和其它功能，可以优化重磁数据的分析和可视化过程，并把这些信息和来自地质数据、地震数据和其它数据的解释结果整合在一起。可以最大化最终解释结果的精度，同时最大程度地减少了所圈定的潜在目标体的数量，这一般需要采用类似地震或钻探这样费用高昂的勘探方法才能实现。可以用尽可能多的方法、以尽可能高的效

11、率处理尽可能多的数据。图1-3 用内部密度变量创建基于深度的GMSYS-3D块（blocks）13 数据的可视化及解释Geosoft可用于地球科学领域各学科数据的整合、可视化和解释。从大量不同类型的地球科学数据中获取信息、取得更好的解释结果。Geosoft强大的成图和数据处理软件可以满足地球科学调查和勘探项目的严格要求，是油气工业的理想核心技术，提供进行精细数据处理的完善解决方案。图1-4 在Dapple环境中显示含有重力数据的Geosoft图14 数据的无缝整合Geosoft的Oasis montaj操作平台具有高性能的数据库、专业成图、三维视图、叠加的三维图、与GIS和其它专业应用软件共享

12、数据等。图1-5 GMSYS三维模拟、Oasis montaj和GM-SYS剖面模拟的无缝整合2 Geosoft软件开发本论文重点开发了Geosoft的成图功能，Geosoft 提供了全面的三维可视化功能，并且可以把它的三维可视化功能用于 ArcGIS 软件平台， Geosoft可以在同一个三维环境中对所有的数据进行可视化，包括地质数据、地球物理数据和地球化学数据。Geosoft的Oasis montaj 软件中的 3D 功能可以满足不断增长的三维可视化需求。其稳定性、可用性、坐标轴的显示以及体元三维可视化功能可以快速整合所有数据，这些数据的范围从地表数据、钻孔数据到地球物理模型。Geosof

13、t的Oasis montaj TM丰富的绘图功能可以快速方便的创建多种不同类型的图，包括网格图、地表填图、柱状图和地下位置图。软件配有灵活的高程算法、梯度调控功能、高程值标注功能，从而可以轻松的编制出高标准的专业图件。Geosoft的Oasis montaj TM软件提供多种方式来显示三维数据，可以同时显示多个三维层面，每个层面都有自己的三维表面、内容和在三维空间中的方位。Oasis montaj操作平台需要将数据进行网格化后才能进行成图，所以将不同的网格化法对同一组数据网格化后与原图进行比较来选择合适的网格化方法。选用效果比较好的网格法进行后面数据的网格化，将网格图进行成图处理，添加横向彩色

14、比例条后进行图形输出。21 Geosoft的成图准备工作由于本次的三维勘探数据由三条二维勘探剖面获得，故应将每条二维勘探线上获得的数据首先分别进行绘制二维图。最后，数据合并成三维数据集，每个剖面的数据中缺少一个平面坐标Y，故应该在转换出来的数据中，根据剖面的排列顺序以及各剖面之间的距离相应增加一列数据来表示Y坐标。接着将所有剖面的数据组合放到一张数据表中。网格化是一个共同的，非常有用的操作，是为了产生尽可能平稳的表面。网格化基本上是对网格间距和已被用户预定义的尺寸，根据选定的算法重新计算样本值，分配网格节点的值。想当然，其值取决于数据类型，采样距离，行距和更多的其它因素，网格参数必须适应实际的

15、需要。本次使用的数据是沿线收集，共有40、46、52号这三条测线，线距200m，点距30m。网格化要考虑到不同方向的不同采样密度，这种网格化法被称为双向网格线网格化（Bidirectional Line Gridding），它是一个典型的应用于航空物探数据的网格化方法。另外我们可用的网格化方法是“最小曲率法”和“克里格法”。本次将先分别使用这两种方法来进行40号线的网格化，并与原图来比较获得这两种网格化法的效果的优劣。最小曲率法是在所有数据的基础上圆滑表面模型，平滑所有的异常值，通常使用反距离算法。最小曲率法可以使数据更光滑，使这些异常值得到降低，以适应剖面。克里格是创建网格的一种特殊的方法，

16、使用的是比最小曲率法更为严格的统计方法，将距离会影响数据的相关性考虑其中。这种方法分两个步骤实施：第一，创造一个半变异函数，来显示距离对数据相关性的影响以及与距离相对的数据对的数目。在此基础上，选择模型（高斯，球形，幂，指数等），确定有效值（与Y轴交点的变差函数=每个数据点的平均误差），窗口（Y轴值的变差达到稳定（大于此的值是不相关的），坡度（与样本对数不相关对应的距离）等等。然后再次使用对话框控件，输入所有的值，并执行实际的网格化。克里格需要次很多试验才能正确应用。22 Geosoft的成图步骤新建文件：点击“File”“Project” “New” 输入文件名保存；如果已创建则只需要打开文

17、件：“File”“Project” “Open” 选择文件打开。图21 文件图 新建数据库：点击“Data”“New Database”输入库名；如果要打开已有的数据库，则需：“Data”“Open Database”选择要打开的数据库“Brow”OK。图2-2 新建数据库图输入数据：点击“Data”“Import”选择要输入的数据的格式“Brow”选择需要的数据。由于Geosoft支持多种数据格式的输入，每种格式的输入方式略有差异，所以输入不同的数据格式会有不同的步骤。图2-3 输入数据图 网格化数据：点击“Grid”“Griding”选择网格化方式“Dialog control”选择需要网

18、格格化的数据，输入网格图的图名OK。Oasis montaj平台需要将数据网格化后才能进行作图，所以选择合适的网格化方法非常重要。利用菜单栏的“Grid” “Gridding” 选择合适的网格化方法对数据进行网格化。成图完成后，Geosoft的Oasis montaj平台还有图形输出功能，“Map” “Export” “OK” 输入文件名。 给图形添加横向彩色比例条：“Grid” “Display Grid” “Horizontal Colour Legend Bar” “Locate”选择合适的位置“OK”，添加完比例条后可以使用按钮对比例条的位置、大小进行修改。对比如附图4、附图5所示：图

19、24 修改前图25 修改后新 建 文 件Geosoft的网格化方法有最小曲度法、克里格法、双向线法等。Oasis montaj平台需要将数据网格化后才能进行作图，所以选择合适的网格化方法非常重要。由于本次的数据有40、46、52这三条测线，所以将40号测线分别作最小曲率网格法、克里格网格法两种来做网格化比较结果。选择网格化效果好的网格化法进行后面的数据处理成图。流程图如图2-6所示： 新 建 数 据 库图2-6 Geosoft成图流程图3 Geosoft软件应用本论文所用实例为下庄CSAMT测量反演数据，是焦坑测区的3条测线，40、46、52号上的数据，每条测线约2km，测网采用50030。每

20、条测线垂直于主构造线方向，且测线方向皆为NE1250。测区统一编排点线号，点线号编排均为双号，测线和测点编号按自西往东，自南往北的顺序编录。详情见图3-1。图3-1 工作区CSAMT剖面线布置图利用该数据在Geosoft的Oasis montaj平台进行数据处理成图，并与WinGLink的反演解释结果进行比较。31 Geosoft软件成图过程本次共有40、46、52这三条测线的数据，线距200m，点距30m。先对40号线分别进行最小曲率网格化、克里格网格化，比较两种网格化方法的效果，选择效果好的作为后面处理数据的网格化方法。结果分别如图3-2、图3-3所示： 40号测线的最小曲率网格图：图3-

21、2 40号测线的最小曲率网格图 40号测线的克里格网格图：图3-3 40号测线的克里格网格图图34 40号线的WinGLink反演解释由图3-2、3-3这两幅图与原图3-4比较知道，克里格网格图能够反映出原图的三条断裂带，而最小曲率网格图仅能反映出两条断裂带。由此可知克里格网格法比最小曲率网格法的效果较好，所以46、52号线数据及整合的三维数据也都采用克里格法来网格化。46号线的克里格网格化结果如图3-5所示：图3-5 46号测线克里格图52号线的克里格网格化结果如图3-6所示：图3-6 52号测线克里格图32 Geosoft与WinGLink结果比较40号测线如图3-7所示：图3-7 40号

22、测线Geosoft二维图 图38 40号线的WinGLink反演解释46号测线如图3-9所示：图3-9 46号测线Geosoft二维图图310 46号线的WinGLink反演解释52号测线如图3-11所示：图3-11 52号测线Geosoft二维图 图312 52号线的WinGLink反演解释 由图3-7到3-12Geosoft的成图与原图相比可以看出，Geosoft的成图结果是可以用于地质解释的。33 三维表面图将40、46、52这三条线的二维数据合并成三维数据集，每个剖面的数据中缺少一个平面坐标Y，故应该在转换出来的数据中，根据剖面的排列顺序以及各剖面之间的距离为200m相应增加一列数据来

23、表示Y坐标，定义40号线的Y坐标为0，46号线的Y坐标为200，52号线的Y坐标为400。接着将所有剖面的数据组合放到一张数据表中。将该数据网格化后在Geosoft中作地形图，如图3-13所示：图3-13 地形图 作二维图，如图3-14所示：图3-14 二维图 将图3-13的地形图、图3-14的二维图整合为三维表面图，如图3-15所示：图3-15 三维表面图结论Geosoft的Oasis montaj平台操作界面友好，操作的每个过程都有独立的菜单选项，成图简单、方便、快捷、功能强大。具有全面的三维可视化功能，可对三维图件进行旋转、设置图例、设置比例显示、一定程度上的空间分析，如直方图分析，相关

24、分析等。三维成图能够将复杂的地质构造情况、地质体的形态、地层以三维的形式表现出来，可有效地应用于矿产资源勘查、油气勘探开发、煤田地质勘探、矿山生产和管理、地质灾害治理、水文地质与工程地质、城市环境地质等地质科学的各个领域，具有重要的理论和实际意义。Oasis montaj平台能够进行各种三维图的绘制、分析、综合、解释、输出，地质学家、地球化学家和地球物理学家可以共享在 Geosoft 软件环境下处理的地球化学和地球物理数据成果。Oasis montaj平台能够对多种数据类型进行处理，而不需要进行数据格式转换，这对于地质学家是很方便的事。可以将所有数据类型都用地理参考坐标系指针动态地链接起来，以

25、便于对比数据处理结果，这可以有效地增强数据综合分析，提高工作效率。致 谢感谢我的指导老师方根显老师！在本文的撰写过程当中，方老师给予了本人悉心的指导与帮助，使我受益匪浅、终生难忘。同时感谢多位同学在论文写作过程中给予我的诸多帮助，我才能顺利的完成论文的写作。感谢学院领导、老师、同学在学习上生活上对我的帮助与关怀。谢谢！参考文献1 Tracey Minton，Ria Tinnion，Greg Hollyer 综合应用地质、地理、地球化学成像信息进行矿产资源勘探 2 Geosoft软件案例 应用Oasis montaj 软件系统进行海底成图 3 Geosoft软件案例 基础勘探软件 4 Mark

26、Longacre， Gerry Connard ，Ash Johnson 根据地震速度场应用正演模型方法进行密度分析黑海地区的一个勘探实例 Geosoft软件案例5 谭照华 计算机在固体矿产勘查评价方面的应用 湖北地质 CNKI:SUN:HBDK01990-01-0086 郭毅 精细磁法在新疆某地隧道工程地质勘察中的应用 新疆有色金属 2009 32(z2)7 刘占坡 高祥林 黎益仕 太行山重力梯级带的密度结构及其地质解释地震地质 2003 25(2)8 唐新功 陈永顺 严良俊等 应用布格重力异常研究太行山地区地壳密度结构 西北地震学报 2008 30(4)9 Julian D Richard

27、s Recent Trends Journal of Archaeological Research， VoL 6， No 4， 1998 10 Punya Charusiri Weera Galong Sedba and Related Computer Programmes in the Geological Studies of Ban Tha Si Area，Lampang，Northern Thailand 岩相古地理 1995年4月 第15卷第2期11 Sultan Awad Sultan，Fernando A M Santos，Ahmad Sobhy Helaly Integrated Geophysical Interpretation for the Area Located at the Eastern Part of Lsmailia Canal， Greater Cairo， Egypt Saudi Society for Geosciences 23 July 200912 Nouakchott Using Geosoft Oasis Montaj and Chimera Course developed for IMC Group Consulting Limited 8/07/2005