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航空多道伽马能谱数据处理软件包

张玉军,王乃东,张志敏(地矿部航空物探遥感中心)本文介绍了一个在SEL32/57计算机软硬件环境下运行的机载多道伽马能谱数据处理软件包。它由磁带格式转换模块TAPEFORM等七个模块组成,每个模块包含几个子程序。

用FORTRAN语言编写,源程序有2200多条语句(不包括注释行)。

在差分谱分析模块中,使用迭代技术来寻找全谱背景,这被称为连续淹没法。

生产应用表明,该软件包运行稳定,技术方法和理论正确,达到国外同类软件水平。

1984年初,地矿部航空物探遥感中心接收了美国Geometrics公司进口的航空多道伽马能谱系统。它由GR-800D能谱仪和G714接收器组成。除了记录钾、铀、钍和总计数率的四个积分窗口外,它还在九轨磁带上以微分谱的形式记录了上、下探测器的256个能谱数据。

微分谱的目的是检查积分窗值的可靠性,用软件检查峰值漂移和稳定谱,组织更多有用的能量窗等。Geometrics公司销售专门解决这些问题的软件,这款软件的价格为4 ~ 5万美元。

系统推出时,没有购买相应的软件。

该中心从加拿大Scintrex公司引进了综合航测系统和数据处理系统,包括四通道能量光谱仪和G-704接收器,数据在SEL32/57上进行处理。

SEL32/57的软硬件环境为处理多通道能谱数据提供了一定的条件。

为此,提出了一个明智的方案,重点是G714-G104通道之间的通信、差分频谱分析和四个处理程序的改进,从而加快了研究速度。

软件包由以下七个模块组成:(1)磁带格式转换模块TAPEFORM,将G714录音格式转换为G704格式;(2)差分库构建模块G714BASE在磁盘上构建差分光谱数据文件;(3)微分谱分析模块SPCANAL,利用微分道数据进行能谱分析,评估峰值漂移,计算峰值中值;(4)软件稳谱模块SFSTBL,峰值偏移显著时,移动窗口值,使用差分跟踪数据形成替换数据文件;(5)有效高度计算模块HSTAT通过雷达高度、气压高度和温度计算有效高度,并进行统计;(6)内容计算模块MULT01对k、u、th的数据进行修正,并计算其内容;(7)比率计算模块MULT02用于利用调整后的级别的内容值计算比率。

上述模块之间的关系如图1所示。每个模块都是用FORTRAN语言编写的,每个模块由几个子程序组成,不算注释行,总共有2200多条语句。

在差分频谱分析模块中,使用迭代技术来寻找全频谱背景。这种方法也被称为连续淹没法,是近十年来核物理测量伽马能谱学中的一项新技术。

图1机载多通道能谱数据处理流程图经过4年的生产应用,证明该软件包运行稳定,程序中使用的技术方法和理论正确,软件稳谱方法巧妙,达到国外同类软件水平。

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除了软件稳谱外,多通道能谱的潜在优势在于提供了更多有用的能量窗口,并通过微分谱拟合解决了K、U和Th元素的含量问题。

一些外国学者正在这方面努力。

1.飞行数据磁带读取和转换程序TAPEFORM转换模块的简要框图如下:Zh

TAPEFORM和G714BASE程序解决了以下四个问题:1 .首先解决正确的磁带读取问题,将磁带信息正确输入计算机内存,从而保证物探软件库的TAPEIN子程序从磁带中读取2304字节,子程序参数IERB在遇到文件结束码时使磁带机停止。

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2.ASCII码和EBCDIC码转换,两者都是代表一个字符的8位。进行ASCIIEBCDIC转换时,只需将第7位和第8位从0变为1,反之亦然。

字母a-z只需将第8位从0改为1;相反,1变成0。

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特别需要指出的是,正、负号不在此规则内,需要先区分正、负号信息,分别处理。

3.ASCII和二进制数变换在ASCII二进制数变换中,我们使用乘法、累加和加法。

例如:7583(ASCII)如图2所示:设K=4,循环四次,取“3”、“8”、“5”、“7”。

最后,jIA=7583是一个二进制数。

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相反,如果用二进制数ASCII码除法求余数,比如7583(二进制数),那么758310=758余数“3”、75810=75余数“8”、7583(ASCII码)四次除法就可以得到。

一般来说,计算机有取余数的子程序。

图2 ASCII二进制转换4。磁盘输入输出速度使用SEL32/57的地球物理软件库RREAD和RWRITE,要注意两个子例程的四个参数LFC、BUFF、NREC和0、BUFF和NREC,有很大的发展空间。

如果buff=192,nrec=192,则一次输出一个磁盘块;而buff=3072和nrec=3072,一次可以向内存输出16个磁盘块。

实践证明,NREC是3072或4096,快捷安全。

二、差分频谱分析和软件频谱稳定模块1的原理和功能验证。微分谱分析模块(SPCANAL)的过程如图3所示,其原理可以分解为以下七个步骤:(1)合成微分全谱。

利用G714差分库,将一条或多条测线各点的下视探头的差分值按通道合成,从而得到统计性更好的差分全谱。

在张玉军关于地质勘探新方法的研究论文中,i——道;J——测点号;行号k——。

(2)五点移动加权平均平滑滤波。

滤波频率可以是一次或多次,滤波公式为:张玉军关于地质勘探新方法的研究论文已被实际数据实验证明,使用一次滤波就能取得良好的效果。

(3)利用连续淹没法寻找整个光谱的背景。

也就是说,通过迭代技术将能量峰值淹没到真实的背景水平,得到背景谱。

具体方法如下:图3是SP Canal模块的框图,该模块将40个通道到251个通道的差分频谱分为22段(ply)和88个频段。

每个部分由四个部分组成,每个部分由一个通道、两个通道或三个通道组成。

具体分布如图4所示,其中:图4:采用连续淹没法获取背景。它显示从Bin(1)到Bin(8)有2个层,对应40到47个通道。

从箱(9)到箱(36)有7层,对应于。

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