1.一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:具体包括以下步骤:S1、在重力或磁法探测中,通过观测得到物理场数据d0;所述物理场为重力场或磁场;
S2、给定反演初始模型和反演网格边界,利用现有的四面体网格生成方法生成非结构化四面体网格,作为等效源反演网格空间;
S3、根据地磁场参数,对物理场数据d0进行带规整化项的PDE三维反演计算,在反演迭代的同时对反演等效源模型周围的反演网格空间,进行加密剖分动态调整,在满足迭代条件后得到异常体的最终等效源模型;
S4、根据实验需要设定不同的正演参数,利用步骤S3得到的等效源模型进行相应的三维正演计算,得到等效源产生的上延拓数据或下延拓数据、化极数据、异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据。
2.如权利要求1所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:步骤S3中,所述反演计算采用三维有限体积、三维标量有限元或三维矢量有限元方法。
3.如权利要求1所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:步骤S3中,反演计算的目标函数为:其中,表示反演目标函数,采用非线性优化求解;d=F(B0,m),m≥0,表示正演计算得到的与d0相应物理场数据;F(·)表示对等效源模型的PDE三维正演计算;m表示等效源模型;φreg表示规整化函数;B0表示背景场,即地磁场,由所在地理位置确定。
4.如权利要求2所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:步骤S4中,异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据,根据物理场不同而不同,具体为:
若物理场为磁场,则异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据分别为磁总场异常数据、磁三分量异常数据和磁梯度张量数据,如下:所述磁三分量异常数据,表示为式(2):式(2)中,Bs为磁三分量异常数据的向量形式; 为磁三分量异常数据的三个分量; 表示地磁场的三个分量;φ表示重力势或磁势;μ=μ0(1+χ),μ0表示真空磁导率,χ表示非结构化网格模型的磁化率;
所述磁总场异常数据,表示为式(3):所述磁梯度张量数据表示为式(4):若物理场为重力场,则异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据分别为重力异常数据、重力三分量异常数据和重力梯度张量数据,如下:所述重力三分量异常数据,表示为式(5):x y z
其中,g、g和g分别表示重力异常的三个分量的数据;
所述重力异常数据表示为式(6):所述重力梯度张量数据表示为式(7):
5.如权利要求4所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:步骤S4中,利用步骤S3得到的等效源模型进行相应的三维正演计算,对于重力场,正演公式为: 对于磁场,正演公式为: 其中,γ表示万有引力常数,ρ表示非结构化网格模型的密度。
6.如权利要求4所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:步骤S4中,根据原始观测位置空间坐标p(x0,y0,z0),以及实验需要设定延拓后的观测面位置空间坐标pup(x,y,z)/pdown(x,y,z),进一步得到上延拓和/或下延拓后的物理场数据为:B′=CBs,其中,B′表示上延拓或下延拓后的数据,C表示根据延拓后观测面的位置与原始观测位置得到的插值函数。
7.如权利要求4所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法,其特征在于:步骤S4中根据实验需要进行磁场数据化极计算时,利用步骤S3中确定的等效源模型m,给定B′0,进行PDE正演计算,得到化极数据B′s=F(B′0,m)。