[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

本發明提供一種重力數據等效源延拓與數據轉換方法，包括：輸入起伏觀測曲面上的重力場數據d₀，根據觀測面所在區域的地形信息，建立地形起伏曲面；根據起伏觀測曲面以及設定的反演最大深度，確定網格剖分范圍，并對所述范圍進行網格剖分以確定模型空間；根據重力背景場，基于模型空間對重力場數據d₀進行帶約束項及規整化項的積分方程三維反演計算，得到重力異常體的等效源模型；根據延拓面的位置確定靈敏度矩陣G′，然后利用等效源模型進行基于積分方程的重力場正演計算，得到異常體產生的延拓后的重力場數據U_s；對U_s進行梯度張量轉換。本發明能對重力異常體進行自適應且快速高效準確地生成所需要延拓與數據轉換后的數據。

技術領域

本發明涉及重力勘探技術領域，尤其涉及一種重力數據多層等效源延拓與數據轉換方法。

背景技術

在重力探測中，人們通常對重力場的鉛垂一次導數進行探測，但在實際的數據解釋中，又往往需要將這些數據轉換成所需要的參數和類型，比如不同觀測高度(延拓)、梯度張量數據的換算等，重力場數據類型轉換的主要挑戰在于航測的起伏測量曲面以及數據的不規則測量位置(非網格化測量)，傳統的數據類型轉換以及延拓計算難以處理這些數據，而采用傳統單層、雙層、三層等效源的數據轉換方法，處理結果精度較低，無法滿足應用需求。

現有文獻1“Dampney,C.N.G.THE EQUIVALENT SOURCE TECHNIQUE[J].geophysics,1969,34(1):39.”首次提出了等效源方法，利用虛擬場源模擬實測異常，可用于位場數據的空間延拓(包括曲面延拓)、梯度計算以及分量轉換等；選擇單層等效源且將其布置于近地表是等效源方法的主要特點，比如,文獻2“Lyrio J C S DO.2011.Equivalent source:A natural choice for gridding scatter gravity data[J].In 12th International Congress of the Brazilian Geophysical Society，pp.661-665，doi:10.1190/sbgf2011-136.”使用了單層等效源進行重力場數據的分析，文獻3“Martinez C，Li Y G.2016.Denoising of gravity gradient data using anequivalent source technique[J].Geophysics，81(4):G67-G79，doi:10.1190/geo2015-0379.1.”使用單層等效源對重力梯度張量數據進行了去噪；為了在保證計算效率的同時高精度重構位場，多層等效源方法是一個相對合理的選擇，文獻4“李端；陳超；杜勁松；梁青；黎海龍；基于多層等效源的重力數據處理方法[C]//2017中國地球科學聯合學術年會.0.”提出了一種將地下等效源分為淺、中、深三層來實現重力場數據的轉換，文獻5“陳濤,張貴賓.利用重力異常計算重力梯度的等效源技術[J].地球物理學進展.”提出了一種多層等效源進行重力梯度計算的方法，其在垂向方向上將剖分區域分為三個子區域。

這些技術的應用使得人們可以通過等效源技術來進行地面重力數據的化極與數據類型轉換運算，但存在以下問題：1)上述方法構建的等效源層數通常小于等于三層，且網格剖分不連續；2)需單獨對每一個等效源的深度位置進行估算，然后單獨放置；3)傳統延拓方法對于數據的延拓距離有限制(一般小于6倍的數據點距)，大于限制距離的延拓計算精度較差。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種重力數據多層等效源延拓與數據轉換方法，采用連續的結構化非均勻網格剖分，并基于積分方程正反演理論框架，引入深度規整化因子，在反演過程中直接確定多層等效源的深度和分布，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；