fzblender
- 官方文档:
- 简介:
生成平滑的加权混合 FZ 轨迹
fzblender 是 (Global Seafloor Fabric and Magnetic Lineation Project) 的一部分。(简称 GSFML )。 它读取由 fzanalyzer 生成的分析文件，并可选择沿轨迹对结果进行滤波。 然后，基于指定的信号代码， fzblender 将生成一个最优断裂带（FZ）轨迹， 该轨迹是用户原始数字化轨迹与一个或多个由 fzanalyzer 得到的模型轨迹的加权混合。混合过程依据模型轨迹的质量指标：
当质量指标高时，倾向于使用模型轨迹；
当质量指标低时，倾向于使用数字化轨迹；
中间值则产生加权混合效果。
分析结果通常从 fzanalyzer 生成的文件 prefix_analysis.txt 中读取； 混合结果将写入文件 prefix_blend.txt。如果提供了 -D 选项， 中间的滤波分析文件还可以写入 prefix_filtered.txt。
语法
gmt fzblender [ -D ] [ -Esfilter ] [ -Fpfilter ] [ -IFZid ] [ -Qq_min/q_max ] [ -Sb|d|e|t|u[weight] ] [ -Tprefix ] [ -V[level] ] [ -Zacut/vcut/fcut/wcut ]
注意：选项标志和相关参数之间不允许有任何空格。
可选选项
- -D
不删除滤波后的输出文件，而是将其保存为 prefix_filtered.txt。 [默认情况下，我们会删除这些中间文件]。
- -Esfilter
在主滤波完成后应用二次滤波。若先应用稳健滤波移除大尺度异常值， 可能会在短尺度产生噪声，此时二次滤波会很有用。 有关滤波器的指定方法，请参见 -F。
- -Fpfilter
设置沿轨迹的主滤波器。可选择卷积或非卷积滤波器。 附加滤波器指令后跟完整（6-sigma） 宽度。可用卷积滤波器包括：
b：Boxcar：所有权重相等。
c：Cosine Arch：权重沿余弦拱曲线分布。
g：Gaussian：权重按高斯函数给出。
非卷积滤波器包括：
m：中值（Median）：返回中值。
- p：最大似然概率（模式估计器）：返回众数。如果存在多个众数，
则返回它们的平均值。可在滤波宽度后附加 +l 或 +u，分别返回最低或最高的众数值。
l：下限（Lower）：返回所有值的最小值。
L：正下限（Lower）：仅返回所有正值中的最小值。
u：上限（Upper）：返回最大值。
U：负上限（Upper）：仅返回所有负值中的最大值。
对于 L 或 U，如果没有数据通过初始符号测试，则滤波器返回 0.0。
- -IFZid
默认情况下，会分析所有 FZ 的横剖面。 你也可以使用 -I 指定特定的 FZid*（第一个 *FZid 为 0）。
- -Qq_min/q_max
设置在混合结果中使用的质量指数范围。质量指数 q(d) 在 q_min （0 或差） 到 q_max （1 或很好）之间连续变化，沿 FZ 轨迹的距离 d 变化。 分配给模型 FZ 轨迹的质量权重为*w_q(d)* = (q(d) - q_min) / (q_max - q_min)， 若 w_q(d) > q_max 则 w_q(d) = 1， 若 w_q(d) < q_min 则 w_q(d) = 0。 可通过 -Q 改变此权重分配。分配给数字化 FZ 轨迹的质量权重为 w_q(d) = 1 - mean{模型质量权重}（参见 -S）。质量指数的计算请参见 -Z。
- -Sb|d|e|t|u[weight]
指定希望混合的模型和数据轨迹及其相对自定义权重 [默认均为 1]。 可对每条轨迹重复此选项。如果指定了多条模型轨迹， 则首先根据其质量指标和权重进行平均，再与数字化轨迹混合（如指定）。 因此，分配给数字化轨迹的质量指数为 q_r = 1 - mean(模型质量指数)。 最终混合是加权平均，同时考虑质量指数和自定义权重（如指定）。选择以下指令：
- b：最优槽/边缘模型混合的槽位置。
使用“Atlantic”、“Pacific”和“Compression”风格的综合模型对数据进行最佳拟合。
d：沿轨迹的经验槽位置。
e：最优槽/边缘模型混合的最大斜率位置。
t：仅使用“Atlantic”风格槽模型的最佳拟合。
u：用户的原始数字化轨迹。
除了混合后的 FZ 位置，我们还输出 FZ 宽度估计以及 FZ 两侧 1σ 边界轨迹。
- -Tprefix
设置所有输出文件的文件名前缀 [fztrack]。
- -V[level] (more …)
设置 verbose 等级 [w]
- -Zacut/vcut/fcut/wcut
我们将尝试为每个模型分配一个单一质量指数 Q，以总结模型拟合的优劣。 该分配依赖四个需经验确定的阈值：
a_cut：交叉剖面模型的最小峰谷振幅（单位 Eotvos）[25]
v_cut：模型提供的最小方差降低（%）[50]
f_cut：模型计算的最小 F 统计量 [50]
w_cut：典型 FZ 槽宽（单位 km）[15]
目前，前三个量用于生成五级质量指数（0-1），如下：
Very Good（非常好）：模型参数均超过阈值
Good（好）：幅度和方差降低超过阈值
Fair（一般）：仅方差降低超过阈值
Poor（差）：仅幅度超过阈值
Bad（差）：未满足任何标准
我们分别为槽模型和混合模型计算质量指数。对于经验槽模型， 只估计峰谷振幅 A 和槽宽 W。这里，将比值 (A/a_cut) / (W/w_cut) 的 反正切（\(\tan^{-1}\)）缩放至 0-1 范围，并四舍五入到最接近 0.25 的倍数。
- -bo[ncols][type][w][+l|b] (more …)
设置二进制输出的数据格式
- -donodata (more …)
将输出数据中值为 NaN 列替换为 nodata
- -icols[+l][+sscale][+ooffset][,…][,t[word]] (more …)
设置输入数据列及简单变换（0表示第一列，t 表示文本列）
- -ocols[,…][,t[word]] (more …)
设置输出数据列（0表示第一列，t 表示文本列）
- -qi[~]rows[+ccol][+a|f|s] (more …)
筛选输入的行或数据范围
- -^ 或 -
显示简短的帮助信息，包括模块简介和基本语法信息（Windows下只能使用 -）
- -+ 或 +
显示帮助信息，包括模块简介、基本语法以及模块特有选项的说明
- -? 或无参数
显示完整的帮助信息，包括模块简介、基本语法以及所有选项的说明
- --PAR=value
临时修改GMT参数的值，可重复多次使用。参数列表见 配置参数
输出列
fzblender 输出 10 列数据， 分别为 lon, lat, dist, shift, width, qweight, lon_l, lat_l, lon_r, lat_r。 其中，lon, lat 包含沿距离 dist 的混合轨迹，width 为跨轨宽度， shift 为相对于原点的偏移。混合结果的质量权重为 qweight， 最后四列给出了 FZ 左/右边界的坐标。
滤波
滤波总是在 FZ 端点附近的数据上进行。 我们使用 filter1d 的 -E 选项，将结果延伸至端点。 由于我们对的数据列可能包含明显的趋势（例如经度随沿线距离的变化）， 因此在滤波前会先去除线性趋势，滤波后再恢复趋势。 然而，在解释靠近 FZ 端点的混合结果时应保持谨慎。 你可以通过使用 -D 选项保存滤波后的剖面，更直接地检查滤波效果。
注意事项
需要注意的是，在 -S 的各指令中，e 与众不同， 它反映了基于理论预测的 FZ 位置估计，即 FZ 横切可能对应于 VGG 最陡坡度的位置。 因此，该位置会与槽中心偏移几公里（除非混合主要为 “Atlantic” 风格）， 将其与其他指令组合使用通常效果不佳。最好单独使用，并配合滤波。
示例
要生成数字化轨迹、经验槽位置和槽模型位置的加权平均， 并为经验位置赋权 2，模型槽赋权 1，同时读取文件 Pac_analysis.txt， 先应用宽度为 70 km 的中值滤波，再应用 50 km 的高斯滤波，可以使用以下命令:
gmt fzblender -Su1 -Sd2 -St1 -Fm70 -Eg50 -TPac
要沿 FZ 轨迹生成最大坡度位置的平滑轨迹，对同一文件使用相同滤波器，可运行:
gmt fzblender -Se -Fm70 -Eg50 -TPac
相关模块
fzanalyzer, fzinformer, fzmapper, fzmodeler, fzprofiler, filter1d, mlconverter
参考文献
Wessel, P., Matthews, K. J., Müller, R. D., Mazzoni, A., Whittaker, J. M., Myhill, R., Chandler, M. T.,2015, “Semiautomatic fracture zone tracking”, Geochem. Geophys. Geosyst., 16 (7), 2462–2472.https://doi.org/10.1002/2015GC005853.