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专利号: 2020111045637
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: 测量;测试
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:

1.一种重力数据多层等效源延拓与数据转换方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、输入起伏观测曲面上的重力场数据d0,并根据起伏观测曲面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S1建立的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,进一步确定反演模型求解空间;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;所述地形起伏曲面至下底面之间的空间范围构成反演模型求解空间;

S3、根据重力场的背景场,基于S2反演模型求解空间对重力场数据d0进行带深度规整化因子、正值约束项以及规整化项的积分方程三维反演计算,得到重力异常体的多层等效源模型;所述多层等效源模型的模型深度面的数目大于3层;

积分方程三维反演计算的目标函数为:其中,φ表示优化目标,即误差,m表示待求解的多层等效源模型的密度矩阵,m≥0;F(·)表示基于积分方程的重力场正演操作,G表示灵敏度矩阵,与起伏观测曲面的位置以及网格剖分相关;β表示根据实际需求添加的规整化因子;mref表示参考模型的密度矩阵,Wr表示深度规整化因子;所述深度规整化因子Wr为:其中,z表示等效源到地形起伏曲面的距离,z0表示起伏观测曲面的高度,r表示深度系数;

S4、设定延拓面,并根据延拓面得到灵敏度矩阵G′,然后利用S3得到的多层等效源模型进行基于积分方程的重力场正演计算,得到重力异常体产生的延拓后的重力场数据Us;重力场数据Us=F(m,G′)=G′m,其中,m为密度矩阵,F(·)表示基于积分方程的重力场正演操作,G′为由延拓面确定的灵敏度矩阵;

S5、基于S4所求的重力场数据Us,利用重力场梯度张量转换公式,进行重力场数据的转换;重力场数据的转换如下:

其中, 为梯度算子,矩阵[*]中的每项因子均为重力场的不同张量,Ux、Uy以及Uz均为Us的分量数据。

2.根据权利要求1所述的一种重力数据多层等效源延拓与数据转换方法,其特征在于,S2中,所述网格剖分的空间范围包括上顶面和下底面,其中,所述上顶面为地形起伏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。