[發明專利]一種基于相關性約束和靶區動態調控的多元物性聯合反演方法

有效

• 申請號: 202010740818.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111856614B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 孫思源;余學中
• 申請（專利權）人: 中國自然資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01V3/38
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發明公開了一種基于相關性約束和靶區動態調控的多元物性聯合反演方法。多元物性間聯合反演是地球物理數據處理解釋的趨勢，而傳統聯合反演方法僅適合于兩種物性間聯合反演。本發明提出引入靶區動態調控機制，結合多元物性間子域Pearson相關性約束算法，消除不同物性耦合項間差異，實現多元物性間的同步均衡約束和地下區域的差異化約束，改善局部不同源區域的影響，提高聯合反演穩定性；同時通過同步迭代并行策略分解目標函數，實現不同物性間的迭代并行，提高反演效率。本項目研究成果將進一步改善反演多解性問題，挖掘聯合反演的多源數據融合潛力，拓展其應用范圍和前景。

技術領域

本發明屬于地球物理數據反演技術領域，涉及一種多元物性間的聯合反演方法。

背景技術

聯合反演可以綜合利用多種地球物理勘探數據信息，是改善多解性問題的有效途徑之一。但同一區域往往進行多種地球物理場的觀測，使兩種物性的聯合反演難以滿足實際需求，發展多元物性聯合反演是必然趨勢。本發明基于這一發展趨勢，發現傳統方法應用到多元物性聯合反演存在如下問題：

(1)如何構建多元物性間均衡耦合關系，使不同物性在聯合反演中處于平等地位，從而充分利用不同地球物理場信息；

(2)隨著多元物性的引入，不同物性間分布共性對聯合反演穩定性造成影響；

(3)復雜的多元物性互相約束使所需迭代次數和時間增加，效率不高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術在多元物性聯合反演中的不足，結合物性空間分布特點，提出一種基于相關性約束和靶區動態調控的多元物性聯合反演方法。

發明思想：該方法基于子域Pearson相關性約束算法，實現多元物性均衡約束；引入靶區動態識別和調控機制，根據先驗信息和Pearson系數綜合識別靶區，并在反演過程中根據每次迭代結果動態更新靶區，有針對性地增強靶區內相應物性間的相關性約束強度，實現靶區和非靶區的差異化調控，改善復雜環境下局部不相關區域對整體聯合反演效果的影響；通過并行和交替迭代約束策略，建立同步迭代并行策略，按數據類型分解聯合反演目標函數實現并行迭代，并在迭代中通過耦合約束項關聯各子任務。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于相關性約束和靶區動態調控的多元物性聯合反演方法，包括以下步驟：

1、輸入所有觀測數據，設計反演區域及網格剖分，設置模型及其他參數初始值和迭代終止條件，設置反演區域子域大小，確定子域個數H；

2、利用最新模型參數，根據多元物性Pearson相關性約束算法，計算所有物性間的聯合約束項Φ_J(m₁,m₂,…,m_n)，具體計算方式如下：

n為物性種類數，H表示子域數量，子域中單元數為M，m_i表示第i種物性參數，r_i為第i個子域的標準差權重；p_i表示第i個子域內兩物性的Pearson相關系數。即每兩個物性間均需要計算不同子域的Pearson相關系數，確定物性分布相關性。

3、按照正則化理論，依據物性分類分別構建計算不同物性的目標函數，目標函數定義如下：

Φ₁(m₁,m₂,…,m_n)＝Φ_d1(m₁)+β₁Φ_m1(m₁)+λ₁Φ_J(m₁,m₂,…,m_n)