三维密度界面的正反演研究和应用

重力位场的界面反演是位场处理解释中的重要问题.本文将基于快速傅里叶变换的频率域界面反演方法Parker-Oldenburg公式推广到物性可随深度变化的三维情况,得出了密度可以横向、纵向任意变化的重力界面正反演公式.该方法在计算时可以合理地选取地面下某一深度作为基准面以减小界面起伏,使迭代易于收敛.理论模型试验表明该方法反演精度高,收敛速度快,在密度界面反演中具有广泛的实用价值.最后利用该方法反演华北地区莫霍面的深度,反演结果得到了地震测深数据的验证.     

三维密度界面的正反演研究和应用

重力位场的界面反演是位场处理解释中的重要问题.本文将基于快速傅里叶变换的频率域界面反演方法Parker-Oldenburg公式推广到物性可随深度变化的三维情况,得出了密度可以横向、纵向任意变化的重力界面正反演公式.该方法在计算时可以合理地选取地面下某一深度作为基准面以减小界面起伏,使迭代易于收敛.理论模型试验表明该方法反演精度高,收敛速度快,在密度界面反演中具有广泛的实用价值.最后利用该方法反演华北地区莫霍面的深度,反演结果得到了地震测深数据的验证.     

依据密度分布频率特性的重力反演方法研究

Three-dimensional gravity inversion based on the mass property model is very popular in recent years. The time and efficiency of inversion algorithms is relative to the magnitude of the target mesh. One approach is to search over the entire solution space for a more refined result. However, the inversion will be difficult with the increased parameters in the large search space and the number of computations increases exponentially. ｜n this paper, we propose a novel approach based on the frequency characteristics of the density distribution over the mesh. The purposes of our study are to reduce the parameters of three- dimensional gravity inversion and to lighten the image quality of the inversion result. The results show that the new method can expedite the inversion processing and get a better geological interpretation than tradition methods.     

变密度界面模型重力异常反演的B样条函数法

重力异常反演是一个求解第一类非线性积分方程的问题。当三维界面起伏满足│Δｈ│〈０．４１４ｈ０和二维界面起伏满足－ｈ０〈Δｈ〈０．４１４ｈ０时，积分方程的被积函数可Δｈ的级级数形式。     

深部大尺度单一密度界面重力异常迭代反演

对于深部大尺度单一密度界面的重力异常反演,需顾及球形观测面和重力铅垂线变化的影响。为此,本文通过球谐展开,得到重力异常的级数展开式,并推导出积分形式的反演迭代解。该迭代方法要求设法分离出单一密度界面的重力异常,已知界面上、下层的密度差和尽可能多的深度控制点。模型和实例显示其效果良好,可用于莫霍界面、岩石层底界面等深部密度界面重力异常的反演。     

深部大尺度单一密度界面重力异常迭代反演

对于深部大尺度单一密度界面的重力异常反演,需顾及球形观测面和重力铅垂线变化的影响。为此,本文通过球谐展开,得到重力异常的级数展开式,并推导出积分形式的反演迭代解。该迭代方法要求设法分离出单一密度界面的重力异常,已知界面上、下层的密度差和尽可能多的深度控制点。模型和实例显示其效果良好,可用于莫霍界面、岩石层底界面等深部密度界面重力异常的反演。     

康滇地区重力场分离、密度反演与地壳构造

康滇地区位于我国著名的南北向活动构造带的南端,是中蒙经向中轴强地震带和巨大的地壳厚度变化带的一部分．由于该地区是地震活动的预测危险区,且资源非常丰富,引起了广大地学工作者的关注．本文采用对地壳内部密度分布最为敏感的重力场资料进行场分离、平差、反演等数学处理,求出地壳平均密度和深度10～100km各层的密度分布;综合其它地球物理资料进行分析．结果表明,康滇菱形块体与其东侧和西侧不论在构造特征还是地球物理场特征方面皆存在差异．     

基于深度学习U-net网络的重力数据界面反演方法

重力数据的密度界面反演是位场数据解释中的一项主要工作, 在区域构造演化、深部莫霍面确定等领域的研究中发挥重要作用.近年来, 数据驱动的深度学习方法广泛地应用在地球物理数据处理与反演中, 本文提出一种基于深度学习U-net网络的重力数据密度界面反演方法.首先, 对半椭球体界面模型进行随机抽取和组合进而形成地下起伏界面数据集, 并基于Parker正演理论对界面数据集进行重力异常正演计算, 为深度学习网络模型的训练提供特征完备的数据源; 其次, 设计了基于U-net网络模型的深度学习界面反演算法, 在传统的损失函数基础上增加光滑损失项和过拟合抑制项, 提高重力界面反演结果的光滑性和收敛效率; 最后通过测试样本集进行反演预测, 验证建立深度学习网络模型的泛化性.本文通过理论模型和实际数据试验分析了本文方法在密度界面反演中的有效性和实用性, 基于改进损失函数约束的深度学习界面反演方法有效地提高了密度界面反演的收敛效率和计算稳定性.

     

利用重力资料反演三维密度界面的质面系数法

文中给出一深度为h的水平矩形质面在地面产生的重力公式,对比了此公式算出的重力异常与三维长方体公式算出的重力异常,得出:当三维地质体的厚度与其埋深之比小于0.2—0.4时,二者的重力效应几乎相等,它们之间最大偏差在1—3％以内。用给出的重力公式进一步导出了重力反演三维密度界面的质面系数法。用理想模式检验,结果表明,本文给出的方法收敛快,反演误差较小,计算效果较好。最后用一实例,验证了方法的适用性。     

多个密度分界面重力观测数据的反演问题

重磁观测数据的反演问题,一直是地球物理学界所关心的一个问题。过去国内外对单层密度界面反演问题的研究,已有不少结果。他们大都是在界面起伏远小于深度的假设下,把反演问题线性化,化为解第一类褶积积分方程的问题,或化为解线性规化问题,进一步用Тихонов关于解不适定问题的正则化方法来解决。苏联学者们在这方面作了不少理论性的工作。另一途径是直接用位场理论把反演问题化为拉普拉斯的柯西问题来     

利用重力资料反演三维密度界面的质面系数法

文中给出一深度为h的水平矩形质面在地面产生的重力公式,对比了此公式算出的重力异常与三维长方体公式算出的重力异常,得出:当三维地质体的厚度与其埋深之比小于0.2-0.4时,二者的重力效应几乎相等,它们之间最大偏差在1-3％以内。用给出的重力公式进一步导出了重力反演三维密度界面的质面系数法。用理想模式检验,结果表明,本文给出的方法收敛快,反演误差较小,计算效果较好。最后用一实例,验证了方法的适用性。     

频率域磁性单界面反演方法

作者在广泛研究了前人常J磁性单界面反演方法的基础上,导出了常J与变J单界面反问题解的近似表达式,探讨了解的稳定求法,给出了解的精确化措施。据此,调试成功了反演速度较快、精度较高、抗高频干扰能力较强、应用范围较广的常J与变J单界面反演程序。理论模型和实际资料反演结果证明了方法的可靠性。     

多个密度分界面重力观测数据的反演问题

<正> 重磁观测数据的反演问题,一直是地球物理学界所关心的一个问题。过去国内外对单层密度界面反演问题的研究,已有不少结果。他们大都是在界面起伏远小于深度的假设下,把反演问题线性化,化为解第一类褶积积分方程的问题,或化为解线性规化问题,进一步用Тихонов关于解不适定问题的正则化方法来解决。苏联学者们在这方面作了不少理论性的工作。另一途径是直接用位场理论把反演问题化为拉普拉斯的柯西问题来     

频率域磁性单界面反演方法

作者在广泛研究了前人常J磁性单界面反演方法的基础上,导出了常J与变J单界面反问题解的近似表达式,探讨了解的稳定求法,给出了解的精确化措施。据此,调试成功了反演速度较快、精度较高、抗高频干扰能力较强、应用范围较广的常J与变J单界面反演程序。理论模型和实际资料反演结果证明了方法的可靠性。     

基于抛物线密度模型的频率域三维界面反演及其在川滇地区的应用

密度界面反演作为了解地球内部结构的一种重要方法,长期以来都是重力学研究的主要内容.本文结合抛物线密度模型及频率域算法的优点,将抛物线密度函数应用于Parker-Oldenburg算法,经过理论推导得到了抛物线密度模型的频率域公式,从而建立了基于抛物线密度模型的三维密度界面重力异常正反演的算法和流程.理论模型数据试验表明本方法快速、有效,适用于大多数浅部比深部增加更快的实际地壳密度.研究中还利用该方法对川滇地区重力异常进行了反演,获得了该区的莫霍面深度分布,并与接收函数研究结果进行对比分析,进一步验证了本文方法的正确性和有效性.     

界面位场的遗传反演方法研究

本文分析了Ｐａｒｋｅｒ－Ｏｌｄｅｎｂｕｒｇ位场反演方法中存在的问题，提出了用位场频率域快速正演方法与遗传算法相结合的位场遗传反演方法。     

基于Lp范数正则化的V字型密度界面重力反演

V字型密度界面是一类常见的密度界面,如海沟、半地堑以及俯冲带之下的莫霍面,利用重力数据刻画此类密度界面形态对于区域构造研究、油气勘探以及物理海洋学等都具有重要意义.本文首先建立了L_p-范数形式的模型约束函数,并利用正则化原理将其与重力数据误差函数和已知深度约束函数结合形成V字型密度界面反演的目标函数,推导了目标函数的梯度表达式,并以非线性共轭梯度法为核心给出了反演流程.二维简单模型试算结果表明p=5时该方法能准确地刻画V字型密度界面起伏特征,且亦能准确地应用于二维复杂密度界面和三维界面的反演.最后将反演方法应用于挑战者深渊及邻区的实际资料处理之中,利用研究区海底地形数据和沉积层厚度数据对自由空间重力异常逐层剥离而得到莫霍面引起的重力异常,用本文方法对此重力异常进行反演,结果呈现了板块俯冲作用引起的V字型莫霍面起伏特征.     

重力和形变资料联合反演地壳密度时间变化的一种方法

基于单层位理论，利用动态大地测量基本方程，选取Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ虚拟球作球近似同时将地面观测数据δｇｔ（重复重力）和δＨｔ（重复水准）等解析延拓至Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上，得到求解地壳内部密度时间变化及相关重力位场时间变化的一组公式，并给出了相应的迭代求解方法。