[發明專利]一種重力數據多層等效源延拓與數據轉換方法

有效

• 申請號: 202011104563.7
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112346139B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 左博新
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01V7/06
• 分類號: G01V7/06
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

1.一種重力數據多層等效源延拓與數據轉換方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、輸入起伏觀測曲面上的重力場數據d₀，并根據起伏觀測曲面所在區域的地形高度信息，建立地形起伏曲面；

S2、根據起伏觀測曲面以及設定的反演最大深度，確定網格剖分的空間范圍，并根據S1建立的地形起伏曲面對所述空間范圍進行連續的結構化非均勻網格剖分，進一步確定反演模型求解空間；根據地形起伏曲面的最低點對網格剖分的空間范圍進行劃分，其中，對所述最低點以上的空間范圍進行均勻網格剖分得到精細網格，對所述最低點以下的空間范圍進行非均勻網格剖分得到擴展網格；所述地形起伏曲面至下底面之間的空間范圍構成反演模型求解空間；

S3、根據重力場的背景場，基于S2反演模型求解空間對重力場數據d₀進行帶深度規整化因子、正值約束項以及規整化項的積分方程三維反演計算，得到重力異常體的多層等效源模型；所述多層等效源模型的模型深度面的數目大于3層；

積分方程三維反演計算的目標函數為：

其中，φ表示優化目標，即誤差，m表示待求解的多層等效源模型的密度矩陣，m≥0；F(·)表示基于積分方程的重力場正演操作，G表示靈敏度矩陣，與起伏觀測曲面的位置以及網格剖分相關；β表示根據實際需求添加的規整化因子；m_ref表示參考模型的密度矩陣，W_r表示深度規整化因子；所述深度規整化因子W_r為：

其中，z表示等效源到地形起伏曲面的距離，z₀表示起伏觀測曲面的高度，r表示深度系數；

S4、設定延拓面，并根據延拓面得到靈敏度矩陣G′，然后利用S3得到的多層等效源模型進行基于積分方程的重力場正演計算，得到重力異常體產生的延拓后的重力場數據U_s；重力場數據U_s＝F(m,G′)＝G′m，其中，m為密度矩陣，F(·)表示基于積分方程的重力場正演操作，G′為由延拓面確定的靈敏度矩陣；

S5、基于S4所求的重力場數據U_s，利用重力場梯度張量轉換公式，進行重力場數據的轉換；重力場數據的轉換如下：

其中，為梯度算子，矩陣[*]中的每項因子均為重力場的不同張量，U_x、U_y以及U_z均為U_s的分量數據。

2.根據權利要求1所述的一種重力數據多層等效源延拓與數據轉換方法，其特征在于，S2中，所述網格剖分的空間范圍包括上頂面和下底面，其中，所述上頂面為地形起伏曲面的最大高度所確定的平面，所述下底面為設定的反演最大深度所確定的平面。