中国海陆磁力异常图是中国海及邻域地质地球物理及地球化学系列图的一部分，其任务目标是收集、整理50多年来中国海域和陆地磁力调查资料和研究成果，开展中国海陆磁力异常图的编制，对磁力场进行描述和研究，分析磁力场特征所反映出的地质内涵，系统展示中国海磁力与资源信息，为深化中国海的形成演化与矿产资源分布等科学问题，维护我国的海洋主权与权益、开发海底矿产资源、减少地质灾害等提供基础图件.另外，海陆磁力异常数据在构造识别、矿产探测等研究中具有很广泛的应用(邵建波和范继璋，2004；涂广红等，2006；胡旭芝等，2006；于长春等，2007；熊盛青，2009；张玄杰等，2012；张洪瑞等，2013；谷懿等，2013；熊盛青等，2014；郭兴伟等，2014).

中国海陆磁力异常图编图范围较大，编图范围为：北纬0°～55°，东经71.5°～135°(兰伯特投影，中央经线105°，标准纬线15°N、40°N)，编图区域内除中国还涉及俄罗斯、蒙古、印度等多个周边国家.因此编制1：500万中国海陆磁力异常图的关键技术在于每个环节都要选择适合于大面积数据拼合的特殊手段，以保证整体网格的数据质量.

中国海陆1：500万磁力异常图编图区内国内所涉及的航磁测区多达400余个，所涉及使用的数据存在着测量目的、测量年代、测量比例尺、测量方向、测量高度、测量仪器、测量精度和数据处理方法各不相同，且差异较大的问题.为了编制高质量的磁场图，将不同条件、不同时代的测量数据综合到一张航磁图上，首先需要统一数据规格；其次，需要将数据进行分级分类，以便尽可能达到应有的精度并保证信息的真实可靠，确定了数字收录数据覆盖模拟记录数据、高精度测量数据覆盖低精度测量数据、新测量数据覆盖旧测量数据、大比例尺测量数据覆盖小比例尺测量数据和低高度测量数据覆盖高高度测量数据的数据覆盖原则(王乃东，2007；国土资源部，2010).

中国海陆1：500万磁力异常图编图区内涉及的各测区磁场水平差异较大，直接进行拼接，势必造成较大的误差，且在各测区的拼图边界也可能会出现磁场畸变的情况.

为保证编图的质量和磁场的真实可靠并且避免上述问题的出现，选择编图区内部分切割线和测线，组成若干磁场调平框架.首先对磁场调平框架涉及的测线和切割线进行磁场水平调整，使之处于同一磁场水平.再以此框架为依据，调整各测区磁场水平，为各测区磁场的拼接奠定了较好的基础(尹航等，2011).

采用了噪声分析方法对编图区内涉及的所有测区航磁数据进行磁场水平微调平.噪声分析方法微调能够在比较短的时间内得到相对理想的磁场调平效果，是目前国际上通用的调平方法.它是一种采用频率域与空间域组合滤波，在无控制线条件下使地质信息与噪声分离的调平方法.微调方法基于网格的“去条带”方法，在航磁数据库上运行，其优势在于：不移动或歪曲有意义的地质异常而且完全保存了原始剖面数据的分辨率.

使用噪声分析方法微调平，首先是以最佳间距用最小曲率方法对数据进行网格化，数据网格化后在此基础上应用频率域(Decorrugation)“去条带”滤波器.此滤波器利用了一个Cosine_Roll_off滤波器(Minty，1991)和一个限定了截止频率的6阶高通Butterworth滤波器，用来产生沿测线方向的噪声网格.提取这个噪声网格数据，然后建立一个新的噪声信息组(剖面数据道).之后检查噪声网格，并保证此噪声网格在测线与测线之间不相关，并确定真正测线残余噪声与分离高频地质信息所需要的参数(王乃东，2007).

噪声分析方法微调平的第二步是进行噪声分析，在线与线基准面上进行，设定噪声剖面上的窄峰为地质信息予以保留，同时设定噪声信息组中低幅值的长波分量为基准面飘移予以消除.利用低通滤波器(Naudy)和非线性滤波器(Naudy)不断地将噪声信息组中的漂移分量进行再分离.

上述微调方法广泛使用于遥感图像处理技术中，简单的讲就是将基本图信息和没有变化规律的干扰信息在数据中分离，再从干扰信息中分离出我们认为有用的信息并返回到基本图信息中去，以保证有用信息不丢失(Minty，199l).微调平效果见图 1.

图 1

Fig. 1

图 1 调平效果对比 Fig. 1 The contast of microlevelling by noise analysis

编制中国海陆1：500万磁力异常图过程中，分别使用了航空物探软件系统“空中探针(AirProbe)”的数据网格化方法和加拿大GEOSOFT公司的软件产品OASIS的数据网格化方法.

1 )航空物探软件系统数据网格化方法

航空物探软件系统“空中探针(AirProbe)”采用的数据网格化方法，通过三次样条插值算法和分块计算，实现剖面测线数据的网格化计算.

使用该方法计算的网格数据主要用于绘制等值线平面图，最终成图数据和上交数据均采用了此方法进行数据网格化.

2 )OASIS软件数据网格化方法

最小曲率网格化方法是加拿大GEOSOFT公司的软件产品OASIS采用的，适于编图使用，其最大特点是网格不考虑由测线引起的方向性.

最小曲率网格化(Minimum Curvature Gridding)方法使用一个最小曲率面拟合数据点，它是一种可以将实际数据拟合为最光滑的数据面的方法(PGW et al.，1999; Briggs，l974).

在开始阶段，先估计一个网格单元一般为最终网格单元的8倍的粗网格数据值，这个估算值的得出是通过搜索半径内数据点的距离反比均值计算得出的.在搜索半径内没有任何数据点的情况下，使用所有网格数据点的均值来表示该网格点值.接着再使用迭代法进行网格调整，使其拟合最接近粗网格点的实际数据.当其达到能够接受的拟合程度时，用粗网格单元大小除2.再重复上面所述的步骤.将这一过程迭代进行计算，直到实际网格单元大小与最小曲率面拟合的网格一致为止.

编图过程中，使用该方法进行了编图数据的网格拼接.

1)网格拼接概述

网格拼接使用加拿大GEOSOFT公司的软件产品OASIS软件完成，编图区内各测区统一形成2000m×2000m网格数据进行拼接.

网格拼接是个反复试验的过程，我们先把质量较好的相邻区域拼在一起，再大面积的继续拼接，最终形成了几个较大的拼接区，在陆地、海域的网格数据均达到满意效果后，再将两个区域网格进行拼接，最后将CCOP的东亚海域异常图数据及相邻国家数据分别与之拼接，最终形成完整的中国海陆磁力异常图网格数据.

2 )网格拼接方法简介

磁场网格的拼接使用两种方式，即混合法和缝合法.无论哪一种方法都遵循用高质量数据控制磁场趋势的原则.在拼接中出现了拼接不成功或者效果不理想的情况，需要重新修改拼接方案，进行反复大量的拼接试验.

在数据处理初期，根据测量年代、测量比例尺、测量精度、测量高度四个要素对参加编图的测区进行了高、中、低档质量分类.

在网格拼接过程中从低档数据自底层开始连接，严格掌握将高质量、高精度数据覆盖在图件最上层的原则.

网格拼接针对不同情况使用了两种不同的方法.即混合法(Blend)和缝合法(Suture).

图 2

Fig. 2

图 2 混合法拼接示意图(viw为i网格的磁场值，fi为i网格的权系数) Fig. 2 Sketch of grid splicing using blend method. viw is magnetic field value of grid point i，and fi is weight coefficient of grid point i.

图 3

Fig. 3

图 3 缝合法拼接示意图 Fig. 3 Sketch of grid splicing using suture method

混合法(见图 2)可以使一个网格在重叠区向另外一个网格数据光滑过度.混合法更适于在过渡趋势比较明显，磁场相对平静的情况下使用.首先计算在重叠区中的任一点距两个网格边界的距离，然后通过余弦函数确定两个网格数值在运算中的权系数，最后将权系数分别乘以两个原始网格数值并相加，得到新网格在此点的数值.

在拼接异常困难，磁场边界不整齐的情况下，使用缝合法(图 3)更为有利.缝合法必须确定一条位于两个网格覆盖区之内的缝合线(共有4种选择).在指定采用任一种缝合方式之后，用户通过加权系数的选择，沿缝合线程序寻找波长不匹配的地段，使用多频逼近方法进行外延校正，最终将网格拼合到一起.当用户确定一个网格比另一个网格精度更高时，可以将精度高的网格定义为参考网格，而另一个网格完全按参考网格的水平和趋势进行修正(Johnson et al.，2000；王乃东，2004).

由于本次编图范围较大，并采用1：500万的小比例尺编图，在最后拼图的过程出现了磁异常南高北低的情况.

鉴于航磁ΔT自身的特点，每个原始状态的测区在全国航磁图中的磁场水平是不确定的.因此，在测区与测区数据依靠测区边界进行拼接过程中，磁场会产生一个线性的长波长的分量，这个分量积累起来有可能影响中国海陆磁力异常图的磁场水平(王乃东，2004).

为了消除上述长波长水平偏差，我们利用Cosine roll-off滤波器(见图 4)对网格进行了400 km波长的高通滤波.由于这个滤波器具有一个圆滑的形态，在截止波长以下部分不会改变其能量谱，是高通滤波的一个最佳选择.为了减少振铃效应，我们将滤波器的截止波长和起始波长分别定义为263 km和625 km(Cordell，l985).余弦衰减滤波器为

图 4

Fig. 4

图 4 在长波长滤波中使用的COSN滤波器 Fig. 4 The cosine roll-off filter in long-wavelength filtering

通过长波长滤波技术，使磁场面貌得到了明显的改善.图 5、图 6给出了长波长滤波前和长波长滤波后的对比效果图.

中国海陆1：500万磁力异常图航磁基础数据和图件均采用WGS-84坐标系，兰伯特投影，中央子午线105°E，标准纬线15°N、40°N.

中国海陆磁力异常图图幅范围较大，编图区内除中国外还包含一些相邻国家，因此数据来源广泛，数据精度差异较大.尽管收集了所有能够收集的资料，但是图面范围内仍存在部分空白区，项目组对空白区采用了小比例尺网格磁场插 值的处理方式，即使用最小曲率网格化方法形成网格距较大的数据，形成的网格距为30 km，50 km，100 km.然后使用大网格距数据依次填补空白，但是这种小比例尺网格磁场插值方法计算的磁场数据与真实磁场面貌可能存在较大的差距.

图 5

Fig. 5

图 5 长波长滤波前 Fig. 5 Before long-wavelength filtering

图 6

Fig. 6

图 6 长波长滤波后 Fig. 6 After long-wavelength filtering

中国海陆磁力异常图数据包括了截至2012年底实测和收集的调查资料和研究成果，资料精度较高；周边国家及相邻海域是通过多种途径收集的相关测量数据，资料来源广泛.图 7为中国海陆磁力异常图立体阴影图，图 8为中国海陆磁力异常图数据来源分布图.

图 7

Fig. 7

图 7 中国海陆磁力异常图立体阴影图 Fig. 7 The colour shade-image of the magnetic anomaly map(1：5，000，000)of China mainl and, offshore and adjacent areas

图 8

Fig. 8

图 8 中国海陆磁力异常图数据来源分布图 Fig. 8 Distribution of data sources for the magnetic anomaly map(1：5，000，000) of China mainl and ，offshore and adjacent areas

中国海陆磁力异常图图幅范围包括中国及相邻周边国家.中国陆域和毗邻海域的磁力编图，收集、整理了50多年 来国内实测的航空磁测资料，并且包括了截至2012年底前最新的实测资料和研究成果，资料精度较高；周边国家及相邻海域是通过多种途径收集的相关测量数据，资料来源广泛，数据精度满足编图精度要求；编图范围内缅甸、老挝等一小部分地区未能收集到资料，项目组对空白区采用了小比例尺网格插值方法进行了处理，这些区域数据精度较低.

中国海陆磁力异常图系统展示中国海磁力与资源信息，为深化中国海的形成演化与矿产资源分布等科学问题，维护我国的海洋主权与权益，开发海底矿产资源，减少地质灾害等提供了基础图件(刘光鼎选集编辑委员会，2009).

致 谢 感谢审稿专家提出的宝贵修改意见和编辑部的大力支持！