GCTL Potential

注意: 本文档由 Cursor AI 自动生成。文档中的函数名称、参数和用法说明可能存在错误，请以头文件（.h）中的实际函数声明为准。如发现任何不一致，请以源代码为准。

GCTL Potential 是地球物理计算工具与库（Geophysical Computational Tools & Library, GCTL）的重力和磁力场正演模拟模块。该模块提供了一系列用于计算重力场和磁场的核心功能。

功能特性

重力场计算 (G-Kernel)

• 2D模型计算

  • gkernel_triangle2d: 二维三角形体
  • gkernel_rectangle2d: 二维矩形体
  • gkernel_polygon: 二维多边形体

• 3D模型计算

  • gkernel_triangle: 三维三角形体
  • gkernel_sphere: 球体
  • gkernel_block: 长方体
  • gkernel_tetrahedron: 四面体
  • gkernel_tricone: 三锥体
  • gkernel_tesseroid: 曲面格网体（需要 GCTL_POTENTIAL_TESS 选项）

磁场计算 (M-Kernel)

• mkernel_dipole: 偶极子
• mkernel_block: 长方体
• mkernel_triangle: 三角形体
• mkernel_tricone: 三锥体
• mkernel_tetrahedron: 四面体
  • 标准实现
  • Ren2017 实现方法
• mkernel_tesseroid: 曲面格网体（需要 GCTL_POTENTIAL_MAGTESS 选项）

网格与数据结构

• gm_data: 基础数据结构
• gm_regular_grid: 规则网格
• gm_regular_mesh_2d: 二维规则网格
• gm_regular_mesh_3d: 三维规则网格
• gm_regular_mesh_sph_3d: 三维球面规则网格
• gm_tet_mesh: 四面体网格

依赖

• Eigen (矩阵运算库)
• autodiff (自动微分库，用于梯度计算)

许可证

GCTL Potential 采用双重许可证方案：

1. GNU Lesser General Public License v2 或更高版本
2. 商业许可证（需单独购买）

作者

• Yi Zhang (yizhang-geo@zju.edu.cn)

安装

使用 CMake 构建系统：

mkdir build
cd build
cmake ..
make
make install

示例

example 目录下提供了丰富的示例代码，展示了各种计算功能的使用方法：

重力场计算示例

• gobser_tri2d_ex.cpp: 二维三角形体重力场计算
  • 演示了如何读取 GMSH 格式的网格文件
  • 计算重力位、重力分量和重力梯度张量
  • 结果输出为 DSV 格式
• gobser_tri2d_sph_ex.cpp: 球面坐标系下的二维三角形体重力场计算

磁场计算示例

• mobser_tetra_ex.cpp: 四面体磁场计算
  • 展示了标准实现和 Ren2017 方法的对比
  • 包含磁位、磁场分量和 ΔT 异常计算
  • 支持 NetCDF 格式输出
• mobser_tetra_ex2.cpp: 四面体磁场计算的另一个示例
• mobser_block_ex.cpp: 长方体磁场计算
• mobser_tricone_ex.cpp: 三锥体磁场计算
• mobser_tesseroid_ex.cpp: 曲面格网体磁场计算
• mobser_dipole_ex.cpp: 偶极子磁场计算
• mobser_tri_ex.cpp: 三角形体磁场计算
• mobser_tri_sph_ex.cpp: 球面坐标系下的三角形体磁场计算

特殊功能示例

• power_spectrum_ex.cpp: 功率谱计算示例
• read_IGRF_ex.cpp: IGRF 地磁场模型数据读取示例
• mobser_block_gradient_ex.cpp: 长方体磁场梯度计算

数据格式支持

• 网格文件格式：
  • GMSH 格式 (.msh)
  • Tetgen 格式 (.node, .ele)
• 输出格式：
  • DSV (Delimiter-Separated Values)
  • NetCDF
  • 文本格式

所有示例代码都包含详细的注释，并提供了完整的数据输入输出流程。用户可以根据需要修改示例代码中的参数来适应自己的应用场景。

注意事项

• 某些功能（如 tesseroid 计算）需要在编译时启用特定选项
• 商业用途请联系作者获取商业许可证