重力異常邊界識別及正反演精細解釋方法研究

發(fā)布時間：2020-10-17 23:23

　　論文首先研究了基于網(wǎng)格融合技術(shù)和并行計算技術(shù)的重力正演方法。地下場源空間被剖分為一系列矩形單元。然后,物性相同的單元被融合成一系列單元組以減少存儲開銷。最后,使用單元組以及測網(wǎng)來計算重力異常。算法在MATLAB中開發(fā)并且并行計算。模型試驗表明,基于網(wǎng)格融合技術(shù)和并行計算技術(shù)的重力正演比傳統(tǒng)的直接疊加求和法效率高。基于傳統(tǒng)層狀等效源法的基本原理,論文研究了由重力異常導出重力梯度張量的三維等效源法。正則化的引入使得方法對于噪聲數(shù)據(jù)魯棒性更好,通過對觀測數(shù)據(jù)的自適應(yīng)壓縮采樣使得算法耗時得到減少。模型試驗表明,三維等效源法的計算精度比傅里葉變換法和余弦變換法高兩倍以上。Vinton鹽丘數(shù)據(jù)的結(jié)果表明,經(jīng)上延處理后,傅里葉變換法,余弦變換法和三維等效源法都能夠有效的計算重力梯度張量,同時三維等效源法在邊界處畸變更少。邊界識別經(jīng)常用于位場數(shù)據(jù)的處理。它有助于解釋者確定地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的位置。大多數(shù)現(xiàn)有的邊界識別方法都基于數(shù)據(jù)的垂向?qū)?shù)或高階導數(shù),因此在邊界識別過程中數(shù)據(jù)中的噪聲會被放大。論文研究了Harris濾波器在位場邊界識別中的應(yīng)用。Harris濾波器的特點是在地質(zhì)體邊界處產(chǎn)生局部極大值,并且對噪聲魯棒性好。模型試驗結(jié)果表明,Harris濾波器比其它邊界識別方法(斜導數(shù),斜導數(shù)的總水平導數(shù),Theta圖,總水平導數(shù)的斜導數(shù)和解析信號幅度的斜導數(shù))對噪聲的魯棒性更好,并且能夠精確刻畫復(fù)雜場源的邊界。在伊犁盆地的重力資料處理中,Harris濾波器的邊界識別結(jié)果與研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和歐拉反褶積結(jié)果進行了比較,驗證了Harris濾波器的有效性和實用性。論文研究了重力數(shù)據(jù)的多層次反演。借鑒信號分析中的多分辨率分析,提出基于約束反演的塔式多層次反演以改善反演結(jié)果的深度分辨率。數(shù)值模擬試驗以及伊犁盆地實測數(shù)據(jù)的結(jié)果表明,多層次反演能夠有效的改善反演結(jié)果的深度分辨率,同時增強反演結(jié)果的物性的可靠性。論文最后研究了球坐標系下的重力約束反演,在前人研究基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了球坐標系下的三維重力正反演并通過模型試驗驗證了方法的有效性,最后將其應(yīng)用于菲律賓海地區(qū)的衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)反演,獲得了該區(qū)三維密度結(jié)構(gòu)。
【學位單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P631.1
【部分圖文】：

鹽丘,重力異常,模型,并行計算

SEG/EAGE 鹽丘模型；（b）鹽丘模型對應(yīng)的重力異常（本文方法 GPU 并行計算）。East(m )13520101402 4 6 8 10 12East (km)

鹽丘,重力異常,模型,下采樣

-13 （a）SEG/EAGE 鹽丘模型；（b）鹽丘模型對應(yīng)的重力異常（本文方法 GPU計算）。East(m )North(m)0135203380676 01014001352033806760101405101520(a)-0.2 g/cm32 4 6 8 10 12East (km)24681012oNrth(km)(b)

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