格莱尼改正及其在地球物理数据处理中的意义

格莱尼改正是重力改正的一种,是对球面半径约166.7 km以外地形和均衡造成的重力综合效应的改正,改正后所得格莱尼异常可对应研究区范围内地壳结构特征,具有重要的研究意义.但近年来国内的重力研究中,对格莱尼改正的认识和重要性还不是十分透彻,特别是在大区域研究中,忽略这一远区重力效应可能会对研究结果的解释造成误导.针对这一问题,本文介绍了格莱尼改正的含义、由来与研究历史,指出了在大区域研究中需要考虑格莱尼效应的重要性,以“扇形球壳块”法为例给出了格莱尼改正的计算原理,列举了格莱尼异常在地球物理中的常见应用,并通过重力改正与莫霍面深度反演实例,通过对反演结果的控制点检测与精度评价,指出格莱尼异常反演所得莫霍面埋深更接近地震方法结果,从而表明了格莱尼改正在地球物理研究中的不可忽视性,并指出完全布格改正与格莱尼改正在计算方法上可实现统一.     

水域地形改正方法研究

在区域重力调查工作中,地形改正误差对重力异常总精度影响较大,是提高布格异常总精度的关键因素.在以往的区域重力工作中,遇到河、湖等水体时,因为条件所限,通常将水域视为与地形改正密度相同的物质,对岸边点不进行水体改正,无形中对重力异常的精度产生了影响.随着技术进步,对地形改正精度要求越来越高,故,需要进行精细的地形改正.水体作为特殊的地表覆盖物,具有较大规模时,成为不容忽略的影响因子.根据本文评估计算,平均水深达20m、水面宽度达2km时,水体对测点的影响已经接近或超过现行规范的精度要求.所以,当遇到水深大于20m的青海湖、水深达到100m的纳木错等大型湖泊时,传统的、忽略水体影响的工作方法已不能满足精度要求,需要消除水体对测点产生的影响.本文给出了用计算机进行水体改正的具体方法:用DEM数据和水体深度资料,采用共用点法计算出进行了水体改正的地形改正值和水体改正值.并用模型数据进行了水体改正计算,根据计算结果对水体改正值进行了定性分析,得出结论:1)水体改正方法正确、简便,可应用于重力调查工作;2)当水体的平均厚度达到20m以上时,在区域重力工作中,必须考虑进行水体改正;3)水体改正值与测点距水体的距离、测点周边水体面积大小、水体边界形状、测点海拔高程和水底地形等因素有关.即,在以下情况下水体对测点的影响值增大:测点距水体距离减小、测点周边水体面积增大、测点位置突入水域越多、测点高程越接近水面高程、水底地形越陡.     

基于Android系统的重力勘探近区地形改正研究

鉴于重力勘探近区地形改正的繁琐性以及Android手机的广泛应用.本文利用斜顶面三角棱柱体模型,开发了基于Android系统的近区地形改正手机应用程序,并根据近区地形改正的功能特点对数据结构、接口设计以及算法实现等环节进行诸多优化.该应用集数据记录、地改计算、数据存储于一体,可导出规范、美观的excel、txt、csv、ini格式的地形改正数据,功能高效、携带方便,能极大地减轻野外重力勘探与室内数据处理的工作量,具有良好的实际应用和推广价值.     

保角变换在区域面波群速度反演中的应用

通过保角变换，把一个球面局部区域扩展到球面上更大的球台域，再由球台域解析延拓到整个球面域.作为约束条件，变换过程中面波速度保持不变.在变换后的球面域上用球谐函数来拟合速度函数，达到降低球谐系数阶数的目的.面波群速度的反演变成了球谐系数的线性化反演，由球谐系数计算反演分辨核以及方差.该方法的优点是计算速度快，等值线光滑，构造界限清晰，该方法同样适用于各种局部球面区域的分析.     

CRInSAR与PSInSAR联合探测区域线性沉降研究

本文提出一种CRInSAR与PSInSAR联合解算算法,并将该算法应用于区域线性沉降探测中.该算法将CR点上计算得出的形变速率值及高程改正值作为研究区域PS基线网络的约束,进而通过间接观测平差法估计出PS网沉降速率和高程改正值的全局最优解.算法实现了人工角反射器雷达干涉测量技术(CRInSAR)与永久散射体雷达干涉测量...     

基于球冠域的月球重力地形校正方法

利用卫星重力测量资料研究地球、月球与火星等星体的内部构造时,需要进行重力地形校正,计算全球布格重力异常,而在球坐标中实现地形校正计算是一种有效的途径.本文提出球坐标系中的球冠域地形校正计算方法,给出了该方法涉及的球坐标系之间坐标转换方法和球冠域内地形模型重构方法,并进行理论验证．作者利用嫦娥一号激光测高数据对月球重力进行地形校正,获得了月球全球布格重力异常,并与球坐标系中Tesseroid 单元体地形校正方法对比,分析了球冠域地形校正方法的计算精度、空间分辨率及其优缺点．     

航空重力地形改正技术研究及应用

采用近、中区质量柱与远区质量线地改模型相结合的方法研究了最大地改半径及不同网格间距高程数据对地形改正效果的影响.研究中采用不同的高程数据间距和合理地改半径配对进行计算,选择最佳的网格间距,以提高地形改正效率和整体精度.在满足地改精度的前提下研究区160 km外的地形质量对测点的重力影响可以忽略不计.研究结果为今后同类型航空重力测量地形改正提供方法及参量选取参考.     

大地电磁Hx型波二维地形改正的方法与效果

用边界无法计算大地电磁H_x型波二维地形影响，并用有限元法计算了起伏地形下水平层状介质的大地电磁响应，用边界元法的结果对畸变后的大地电磁响应进行地形改正，基本恢复了水平地形下层状介质的大地电磁响应的特点．本文给出了物理意义明确、形式简单的视电阻车和阻抗相位地形改正公式．     

区域面波群速度反演的球谐函数法

一个定义在球面局部区域的复杂的面波速度函数如果直接利用球谐函数拟合可能需要展开到很高阶的球谐系数．通过保角变换，把一个球面局部区域扩展到球面上更大的区域上，变换过程中面波速度保持不变，在变换后的球面域上用球谐函数来拟合速度函数，达到降低球谐系数阶数的目的，使面波群速度的反演变成了球谐系数的线性化反演.通过球谐系数分析，可得到反演的分辨率.该方法不仅适用于面波群速度反演，同样适用于各种球面区域场的分析.     

航空伽玛能谱数据地形改正方法对比研究及其应用

在地形高度变化较大的复杂地形区由于探测立本角难于近似满足2π条件,造成航空伽玛能谱测量数据高度改正结果失真,在山谷区立体角大于2π条件,改正结果偏高,在山峰区立体角小于2π条件,改正结果偏低,即地形的变化影响了高度改正的效果.本文对现有两类四种航空伽玛能谱测量数据地形改正方法进行理论分析和效果对比研究,优选出适用于航空...     

高分辨率卫星重力和激光测高数据的月球岩石圈有效弹性厚度估计的分析及应用

应用高分辨率GRAIL重力场模型和LOLA激光测高数据,利用两者间重力/地形导纳的统计关系反演月球岩石圈的结构特征是当前的重要手段.在研究区域物理性质各向同性的前提下,可将不同载荷模型引起的岩石圈挠曲量的球谐系数,表示成观测地形球谐系数的函数关系,结合非线性反演算法,可将不同参数的模型导纳谱与观测值进行最优拟合.结果表明导纳方法求解的高地地形平均月壳密度较接近高地地形的平均值2550 kg/m~3.载荷比有正有负,表明内部载荷与表面载荷可能同相也有可能反相,也反映了月球岩石圈较复杂的结构特征.在各向同性的前提下,少部分区域的拟合残差接近其期望值1,可反演出参数的最优解.大部分区域较难反演出最优值,表明月球岩石圈的物理性质大部分并不均一,在各向异性的前提下,在空间域内使用数值计算方法有望对大部分区域的弹性厚度进行最优估计.     

自然电位梯度测量中的地形改正

地形改正是重力和电法勘探中用于消除测点周围地形起伏对观测结果影响的技术.由于地形形成自然电位异常的微观机理较为复杂,解析公式难以得到,可以采用最为直观的方法,寻找两者之间的拟合公式.根据研究,在自然电位梯度测量中,地形引起的自然电位异常分为两种:一是异常与地形起伏是镜像关系,这种情况占多数;另一种情况是异常与地形起伏为反镜像关系.多数地形起伏与异常存在线性关系、二次关系和指数关系,以线性关系为主.具体采用哪种拟合关系,可选取典型的地形和自然电位曲线,通过其变化规律进行判断;也可以采取试算的办法,通过改正效果的比较选择合适的拟合公式.本文选择鄂尔多斯盆地作为研究地点,提出了适用于自然电位梯度测量的地形改正方法.通过三种拟合公式改正效果的比较,得出线性拟合公式能更好地描述该测区内相对高差与自然电位改正量之间的关系.地形改正有效地消除了相对高差与自然电位之间的相关性,改正后的自然电位曲线能够较好地反映地下地质信息,自然电位等值线图异常更加突出.自然电位梯度测量中,地形起伏可影响异常形态,特别是起伏地形的面积与目标地质体的面积大小相当时,两者异常有可能难以区分,因此地形改正的研究具有重要的实用性.     

基于三角网扣合的山区重力测量高精度近区地改算法

传统的近区地形改正方法无法保证在复杂地形条件下的地改计算精度,进而大大地限制了高精度重力测量在解决矿区深部找矿问题方面的潜力.基于此,本文介绍了一种基于三角网扣合的高精度近区地改算法来解决山区重力测量工作中的精度问题,该算法将近区地表划分成多个三角形,再分别计算出每个三角形对应的解析解值,最后累加得到高精度的重力地改值.该算法的最大优点是,方法本身不存在"理论上"的误差,误差仅来自于三角网与实际地形间的扣合程度,三角网的剖分越精细,计算精度则越高.算例分析表明,当三角网的剖分足够合理时,即使在一定的测量误差情况下,该算法的计算精度也达到"微伽级",因此该算法具有较强的实际应用性和推广示范性.     

复杂地形条件下航空伽玛能谱地形改正方法探讨

应用矩形辐射体航空伽玛辐射场理论,研究应用于复杂地形条件下的航空伽玛能谱资料的地形改正方法,并针对该方法进行验证. 本文利用航空物探测量过程中获得的DTM数据（达到了地形改正所需的地形起伏数据精度）,应用矩形辐射体航空伽玛辐射场理论,根据地面辐射体与航空伽玛场分布之间的正演关系,对航空伽玛能谱解释方法的原理进行了正演分析和反演推导. 探索出一种按影响角进行地形改正的方法. 该方法特点是适合于任意飞行方式(缓地形和水平飞行均可)和任意地形条件航空伽玛能谱的逐点地形改正. 结果表明该地形改正方法能够基本消除航空伽玛能谱测量中的地形起伏产生的影响,经地形修正后的航空伽玛能谱异常能较正确地反映地面辐射体的真实情况.     

用边界单元法模拟二维地形对大地电磁场的影响

本文用边界单元法模拟二维地形对大地电磁场的影响.首先用格林公式将二维大地电磁的边值问题转变成积分方程,然后用边界单元法解积分方程,得到地形上的大地电磁场和它的法向导数,由此可计算电阻率.与有限单元法相比,本方法剖分后的地形与实际地形的拟合程度高,向计算机输入原始数据的工作简单,可以在微机上计算地形引起的视电阻率.本方法适合于在野外生产现场进行大地电磁法的地形改正.计算表明,地形对H_x型波的影响比对E_x型波严重得多;随着周期的增长,地形对H_x型波的影响变得稳定.     

局部地形改正的奇异积分研究

现有的地形改正积分核函数存在奇异现象,使得积分在奇异点处不连续.针对此问题,本文提出了采用高斯积分法与核函数项增加常数因子级数展开法来解决这一难题,并推导了高斯积分法处理奇异积分的公式及含可选小常数的地形改正的严密级数展开式.同时文中采用最新公布的3″×3″高分辨率的SRTM3地形数据代替传统的GTOP030数据计算地...     

东北地区重力均衡异常特征的初步研究

本文利用地面实测重力资料和地形高程资料,采用普拉特-海福特(Pratt-ttayford)重力均衡理论模型,取1°×1°方格网,通过使用现成改正表格查取改正值与个别计算点用理论公式计算作校核的方法,计算了我国东北地区75个计算点的均衡重力异常值;并对局部第四系覆盖较厚地区作了第四系密度改正;在此基础上,构制了我国东北N39°—49°,E121°—131°大部分地区的均衡重力异常图;结合区域布格重力异常和区域空间重力异常特征以及莫霍界面的起伏特点作了对比分析和讨论     

航空重力梯度测量之地形改正方法及讨论

本文简要介绍了航空重力梯度测量中地形改正的基本原理及其地改公式,并采用基于质量线和质量棱柱两种地形模型的数值积分公式进行了一些简单模拟试算.在研究航空重力梯度测量的精密地形改正方面,作者首次将考虑地球曲率影响的质量棱柱体模型用于梯度数据的地改.文章最后对所有结果做了一些必要统计分析.     

重力球面外部校正技术

山区重力勘探中，重力外部校正是重力勘探料处理和解释的前提，其内容包括地形校正、中间层校正等。本文在分析常规外部校正方法的基础上，提出了一套适合于山区重力勘探的球面地形校正及有限球壳中间层校正方法，并严格推出了球面地形校正公式。对中国南方ZJJ地区重力资料处理结果表明，该方法提高了地形校正的精度，使山区重力资料品质达到或接近平原区的水平。     

利用最小二乘配置在球面上整体解算GPS应变场的方法及应用

通过对位移与应变微分公式的分析,给出了球坐标系下应用最小二乘配置法由GPS数据整体解算应变场的方法.首先,对模拟数据的理论应变场与采用全部采样数据和随机抽取50%限定采样数据的应变场结果的对比分析,初步验证了最小二乘配置球面整体解应变场方法的有效性.然后,利用1999~2001和2001~2004两期中国大陆区域网GPS速度场数据给出了基于最小二乘配置球面解获得的应变率场结果,概要分析了此期间中国大陆应变率场的动态变化.最后,讨论了最小二乘配置在球面上计算应变场需要注意的问题和建议.