磁法勘探软件系统是在原国家高技术研究发展计划（863）“海洋深部地壳结构探测技术”（820-01-03）课题的基础上，针对固体矿产重新研究与编制的。MAGS3.0是采用Visual Fortran，Visual Basic，Visual C语言编写开发的一套适合固体矿产使用的高精度磁法勘探软件，目的是使高精度磁法勘探从仪器设备检查、各项改正、资料预处理到正演、反演与转换处理、综合解释等环节都有一个方便、高效、快捷的平台，解释人员利用这一软件系统（平台）就能够在野外生产过程中及时进行处理与解释，同时把磁法勘探一些新的方法技术应用到生产中。

本系统按照地面高精度磁测技术规程（DZ/T 0071-93、DZ/T 0144-94）编写，其主要功能包括：1）野外磁测结果整理与预处理；2）剖面与平面资料的转换处理与正反演，包括小波多尺度分析技术，匹配滤波方法，2.5D与3D人机交互反演等；3）磁法勘探资料综合解释，包括人工神经网络，模糊数学，灰色系统等综合预测方法；4）导出到MapGis成图：可以根据实际情况画平面剖面图并均匀或渐变填充颜色，可以将二度半人机交互反演得到的地质剖面导出在MapGis环境下成图输出。

磁法勘探软件系统共分三大部分：1.仪器检验、各项改正与磁测资料的预处理等；2.剖面与平面磁测资料的转换处理与正、反演3.磁法勘探资料综合解释。而每一部分又分为：

一、野外磁测结果整理与预处理

1.仪器性能检验：噪声水平、一致性与仪器观测精度；

2.磁测资料的各项改正：利用国际地磁参考场IGRF作正常地磁场改正，高度改正，水平梯度改正，日变改正和混合改正。各项改正方法按地质矿产行业标准DZ/T0071-93,94，同时也兼顾一些单位对精度要求不高，还使用机械式仪器用混合改正和水平梯度改正方法。

3.磁测工作精度：按平稳场和异常场不同用均方误差和相对误差计算。

4.标本磁参数的测定与统计整理：根据质子磁力仪测定结果计算标本的磁化率和剩余磁化强度，同时按算术平均或几何平均方法计算均值；并对计算结果进行分组和绘制频率直方图和频率分布曲线。

5.磁测资料预处理：对剖面资料进行5点、7点圆滑和加密插值，跳点放稀点距；对平面资料进行25点、49点圆滑和加密插值，跳点放稀测网；从平面资料中任意切出一条剖面或一块面积（如某一个局部磁异常）进行精细解释。

二、剖面与平面资料的转换处理与正反演

1.二度、似二度体的正演

（1）有效磁化强度、有效磁化倾角的计算，感应磁化强度与剩余磁化强度的矢量合成；

（2）常见规则几何形体，如水平圆柱体，斜交磁化有限延深板状体，接触带与台阶，矩形截面水平棱柱体组合模型，下延无限直立棱柱体组合模型的正演，以及二度半任意多边形截面水平棱柱体模型正演；

（3）强磁性磁性体的消磁作用的计算。

正演部分可以计算任何复杂地质情况下磁性体产生的磁场，如可以计算任意形状磁性体，多个孤立脉状体的组合，矿体与岩体的组合，孤立矿体与区域磁性基底组合等，用于正演研究和检验反演解释的结果。

2.剖面资料的转换处理

（1）分离区域场与局部场方法：滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法，差值场法，匹配滤波与维纳滤波法等；

（2）频率域磁异常转换系统：向上、向下延拓，化到地磁极，换算水平分量和垂直分量，垂向一次导数，磁源重力异常；

（3）归一化总梯度法：该方法对磁异常作归一化延拓，有反演效果，可显示下半空间断面图；

（4）把弯曲地形上磁异常化到水平地形上，利用等效偶层位方法进行曲化平处理；

（5）一维小波多尺度分解：利用小波分析方法，把磁异常分解为不同阶次的细节部分和逼近部分，用它们来分离不同尺度的区域场与局部场；

（6）空间域的解析延拓方法

转换处理部分包含了目前国内常用的位场分离、转换处理的所有常规与前沿方法技术：有空间域的处理方法，也有通过傅立叶变换来实现的频率域转换处理方法，如化到地磁极，上下延拓，分量转换，导数换算，磁源重力异常等等；剖面资料转换处理还包括了磁法勘探最新的研究成果，如我们承担的国家自然科学基金项目山区重磁资料快速曲化平方法成果，近年热门的小波分析方法在重磁位场分离的应用。

3.剖面磁异常的反演

（1）经验切线法，斜磁化二度无限延深板状体切线法，特征点法。这是一些经典的，在50—80年代用得非常广泛，解释人员采用人工作图计算解释的常规方法，为了保留这些方法，我们采用可视化技术直接在计算机屏幕上操作，可以实时修改显示计算结果，解释人员不必再画图计算。它们对传统的反演解释方法起了“承前”的作用。

（2）希尔伯特变换法接触带、台阶反演。Werner反褶积剖面快速反演与欧拉齐次方程法剖面反演。这是一类把非线性反演转化为线性反演的方法，其中Werner反褶积，欧拉次方程法解释人员可以在不知道地下地质体的形状、物性参数情况下，及时快速了解磁性体的埋深及分布情况，是国外较为流行的一类快速反演方法。

（3）人机交互实时反演。通过建立一个二度半（也可以是二度的）任意多边形截面水平棱柱体的复杂模型，利用计算机可视化功能，解释人员在计算机屏幕前建立、修改模型，实时进行反演解释，该方法适合任意复杂模型，可以充分发挥解释人员的经验。

（4）最优化选择法自动反演。通过建立一个二度下延有限板状体模型，利用阻尼最小二乘法自动反演技术，机器自动修改板状体模型的7个参数，实现反演过程的自动化。

（5）磁性界面反演。对于磁性基底面（如结晶基底面，大的岩体的上顶面），由于温度升高导致磁性消失的居里等温面，采用空间域的广义逆矩阵方法和频率域直接反演法。

剖面磁异常反演部分包括继承传统的、大家喜欢用的一些剖面人工解释，而其核心部分是近二十年来新的反演方法技术，如线性快速反演方法，最优化方法，充分发挥解释人员作用的人机交互反演，以及可用于区域资料处理的各种界面反演技术。

4.三度体的正演

（1）常见规则几何形体正演，包含球体、棱柱体及其组合模型的正演计算。

（2）帕克法频率域快速正演，用于计算磁性上界面起伏产生的磁场。

（3）任意形状三度体面元法正演，对于任意形态的孤立磁性体，采用数值积分方法实现它们的正演计算，该方法曾广泛用于已知矿山有大量勘探剖面矿体磁场的计算，以及用剩余异常来发现深部隐伏矿体。

（4）复杂几何形体正演，包括有限长水平圆柱体、椭球体、走向与下延有限倾斜板状体正演计算。

5.平面磁测资料转换处理

（1）滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法，差值场法，匹配滤波，3D频率域转换处理系统等方法是剖面（二度）方法的推广，方法原理相同，功能相同。可实现平面资料的各种转换处理。

（2）增加了空间域的垂向二次导数，水平总梯度模，重磁对应分析方法。前两种方法用于突出浅部异常和解释地质体的边界（断裂、岩体、矿体边界等等）；后一种方法通过对重力场与磁场的对应分析获得相关系数，泊松比等参数，以了解重磁场的相关性及岩性变化等。

（3）小波多尺度分析方法是剖面一维小波分析方法的推广。

（4）ΔT与ΔZ磁场的互换，可用于以前ΔZ旧资料换算为ΔT，与航磁或地面高精度磁测新资料对比。

6.平面磁测资料的反演

磁测资料的反演解释往往通过切取典型剖面用二度方法对它们进行精细反演解释，这里也提供了近二十年来较为成熟先进的反演方法技术。

（1）组合长方体模型最优化反演，用于孤立磁性体的反演；

（2）欧拉齐次方程法反演，用于孤立磁性体的反演；

（3）视磁化强度填图，用于基底岩性填图；

（4）磁性界面反演，用于磁性上界面和下界面（居里等温面）反演。

（5）3D可视化规则几何形体的磁场反演；

（6）3D可视化任意形状三度体积分重磁场反演。

三、磁法勘探资料综合解释

1.磁异常的定性解释。定性解释在磁法勘探解释中占有非常重要的地位，它是定量解释的基础，比定量解释更重要。编制这一部分的目的是想通过计算机可视化技术把定性解释的一些原则及方法展示出来，同时把一些以往人工作图解释的精细方法也用可视化技术实现。

（1）磁异常特征分析，展示磁异常曲线随深度、板宽度、有效磁化倾角的变化特征，有限与无限延深磁性体磁异常特征，磁异常解释中的多解性。

（2）利用剖面不同特征的定性定量分析，如双分量参量图，不同延拓高度剖面特征，水平分量，垂直分量模的曲线特征来分析磁性体形状、埋深、产状等要素。

2.磁法与其它方法资料的综合矿产预测

根据磁异常、电异常、重力异常等各种地球物理信息，以及地球化学、地质信息（如化探的元素分布与含量、重砂、矿物等），利用人工神经网络，模糊数学，灰色系统方法进行成矿远景预测。

（1）模糊数学方法综合预测；

（2）灰色系统方法综合预测；

（3）BP人工神经网络综合预测。

3.高斯制（CGSM）、国际单位制（SI）单位互换

旧资料旧书使用高斯制，而新资料新书按国家规定采用国际单位制，二者之间的单位及换算这里提供了信息。

2007年MAGS2.0升级版的软件是在2003~2005年MAGS1.0版基础上修改升级，其主要更新的内容有：

1、增加了处理计算结果转换为MAPGIS格式，使处理计算结果可以在MAPGIS环境中作图，有剖面曲线图、平面等值线图、二度半人机交互反演结果的地质断面图；

2、增加了平剖图的绘制，及在MAPGIS输出；

3、利用国际地磁参考场IGRF计算工区地磁倾角、偏角，日变改正兼容各类型仪器的不同记录格式等等；

4、增加了偏移抽样低纬度化极方法，该方法适用于我国南方低纬度地区。

2009年最新推出的MAGS3.0升级版软件是在MAGS2.0版基础上修改升级的，其主要更新的内容有：

1、增加了国际地磁参考场（IGRF）椭球模型（A2）等各种功能。本程序计算结果可用于正常场改正，它可以计算球体模型的正常地磁参考场，也可以计算椭球体模型的正常地磁参考场；可以将正常地磁参考场的时间计算到年，也可以计算到天；正常场改正可以按统一时间来改算，也可以按不同的观测时间来改算。用户可以根据不同需要选择计算参数。

2、增加了国产WCZ、CZM型号仪器及自定义格式文件的日变改正（A4）。使得日变改正程序（A4）能够适应目前国内使用的各种仪器。

3、完善了小波重磁场多尺度分解和断裂体系分析（C10、C11、F10、F13）。使得剖面与平面资料的小波多尺度分解、基于小波模极大值边缘检测的断裂分析更加实用与方便。

4、增加了正演部分的图形显示（D2~D7）。每一个正演程序执行中都能显示模型与剖面异常曲线。

5、统一了数据文件的输入格式（E1~E4、E8），方便了剖面反演程序的使用。

6、增加了二维视磁化率成像（E12）。使得剖面资料的反演解释有多种方法与手段，该方法的结果还可以作为二度半交互反演的初始模型。

7、增加了二度板状体粒子群算法井地联合反演（E13）。该方法可以用于有井中磁测资料的反演解释，粒子群算法是一种非线性的反演方法，它可以全局寻优，克服广义线性反演方法容易陷入局部极小的缺点。

8、增加了重磁异常功率谱确定场源似深度（E14,H8）。它是一种大致估算场源深度的方法。

9、完善了平面欧拉齐次方程法反演结果显示形式（H4）。该显示形式以不同的颜色显示全区的欧拉解的深度，方便对解释结果的分析。

10、增加了帕克法视磁化强度填图（H9）。基于频率域的帕克法视磁化强度反演计算快，更加实用。

11、增加了帕克法磁性界面反演（水平方向磁性变化）（H10）。该方法反演模型是水平方向磁性可以变化，扩大了程序的应用范围。

12、增加了渐变色平剖图MAPGIS格式转换（M2）。该程序可以根据需要灵活选择均匀色调和渐变色调作图。

13、提供了一份找矿案例的参考资料，该资料收集了我国建国以来磁法找铁的10个典型案例。

磁法勘探软件系统具有较强的针对性与实用性，同时也具有先进性和前沿性。其中绝大部分的方法及程序都经过了长时间的使用，并且这些程序在编制时都设计了理论模型作了正确性的检验，因此本软件系统也具有较好的稳定性与正确性。软件系统近年在我国南方危机矿山深部找矿、西部大开发、1：5万矿调以及境外找矿中发挥了作用并取得明显的地质效果。其中3D任意形状地质体人机交互反演方法在大冶危机矿山、澳大利亚资源评估、青海、四川等地的深部找矿取得了明显的地质效果，小波分析方法等方法也在华北地区的地震构造分析中发挥作用。

MAGS软件为国内成熟先进的磁法勘探软件，不仅在国土资源部、冶金、有色、核工业、煤田等野外队与研究所广泛应用，也在西北大学、同济大学、昆明理工、东华理工等大学，中科院地球物理所、海洋所、南海所，国家海洋局，国家地震局，中国石化，中国石油等单位得到广泛应用。

本系统支持目前广泛使用的Windows2000/XP 操作平台，全中文提示可视化，实时显示计算结果和绘制图件，以及以人机交互方式修改参数和计算结果等等，界面简洁，使用方便，具有一定计算机和重磁工作基础的人员，略加培训，即可以高效快速完成内业整理与解释，甚至可以在野外条件下及时获得处理解释的结果和绘制成果图件、编写报告、制作汇报多媒体。

磁法勘探软件系统由中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院博士生导师刘天佑教授负责开发。刘天佑教授，博士生导师，重磁勘探学科带头人，中国地质大学（武汉）教学名师。

下面图件是本软件系统有代表性的几种方法介绍。