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专利号: 2020106031776
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于PDE的磁测数据等效源上延拓与下延拓方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取起伏观测曲面上的磁场数据d0,并根据磁场数据所在区域的地形高度信息,建立地形起伏曲面;

S2、根据起伏观测曲面的高程信息以及设定的反演最大深度,确定网格剖分的空间范围,并根据地形起伏曲面,对所述空间范围进行连续的结构化非均匀网格剖分,进一步确定等效源反演网格空间;

S3、根据地磁场的磁倾角、磁偏角、磁感应强度,基于所述等效源反演网格空间对磁场数据d0进行带深度规整化因子、正值约束项以及规整化项的PDE三维反演计算,得到磁异常体的多层等效源模型;

S4、根据延拓后的起伏观测曲面的位置,利用步骤S3得到的多层等效源模型进行基于PDE的磁场正演计算,得到磁异常体产生的上延拓和/或下延拓后的磁场数据d;

所述多层等效源模型的模型深度面的层数大于3层;

步骤S3中,所述PDE三维反演计算的目标函数为:其中,

Bs=F(B0,m)

m≥0

式中,φ表示优化目标,m表示输出的多层等效源模型的磁化率矩;F(·)表示多层等效源模型的正演计算,Bs表示正演操作得到的磁异常分量数据,T(·)表示磁异常分量数据到磁异常总场数据的转换函数;Qx、Qy、Qz分别表示北向、东向及垂向上的插值函数;B0表示地磁场强度矢量,由地磁场的磁倾角、磁偏角以及磁感应强度确定,B0x、B0y、B0z分别表示其北向、东向及垂向分量;β表示预设的规整化因子;mref表示参考等效源模型的磁化率矩阵,Wr表示深度规整化因子;

所述深度规整化因子为:

其中,z表示等效源到地形起伏曲面的距离,z0表示起伏观测曲面高度,r表示深度系数。

2.根据权利要求1所述的基于PDE的磁测数据等效源上延拓与下延拓方法,其特征在于,步骤S2中,所述网格剖分的空间范围包括上顶面和下底面,其中,所述上顶面为起伏观测曲面的最大高度所确定的平面,所述下底面为设定的反演最大深度所确定的平面。

3.根据权利要求2所述的基于PDE的磁测数据等效源上延拓与下延拓方法,其特征在于,步骤S2中,根据地形起伏曲面的最低点对网格剖分的空间范围进行划分,其中,对所述最低点以上的空间范围进行均匀网格剖分得到精细网格,对所述最低点以下的空间范围进行非均匀网格剖分得到扩展网格;进一步,所述地形起伏曲面至下底面之间的空间范围构成等效源反演网格空间。

4.根据权利要求3所述的基于PDE的磁测数据等效源上延拓与下延拓方法,其特征在于,所述扩展网格的垂直边以精细网格的垂直边的α1倍速度增长,且设定其最大增速为α2,其中,α2>α1>1。

5.根据权利要求1所述的基于PDE的磁测数据等效源上延拓与下延拓方法,其特征在于,步骤S4中,根据延拓后的起伏观测曲面的位置,确定所述位置的地磁场的磁倾角、磁偏角、磁感应强度,得到所述位置的地磁场强度矢量B′,进一步得到上延拓和/或下延拓后的磁场数据为:

d=F(B′,m),

其中,m表示步骤S3中得到的磁化率矩阵。