密度界面反演方法在油氣勘探、推斷區(qū)域構(gòu)造、獲取地殼結(jié)晶基底面、莫霍面起伏形態(tài)等方面具有重要意義。現(xiàn)有的密度界面反演方法大多基于笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng),當(dāng)涉及到大區(qū)域乃至全球尺度的密度界面反演時(shí),地球曲率的影響將不可忽視,需考慮基于球坐標(biāo)系Tesseroid模型的密度界面反演方法。然而,受計(jì)算精度和效率制約,已有的基于Tesseroid模型的密度界面反演方法并不能很好地適用于地表重力觀測(cè)數(shù)據(jù)的反演計(jì)算。筆者基于前人研究,給出了一種適用于地表觀測(cè)數(shù)據(jù)的球坐標(biāo)系密度界面反演方法。該方法首先將常規(guī)的球坐標(biāo)系高斯—勒讓德重力積分公式進(jìn)行簡(jiǎn)化,提高了重力正演計(jì)算效率。隨后,引入并改進(jìn)了前人的自適應(yīng)剖分方案,提高了重力正演計(jì)算精度。在此基礎(chǔ)上,采用Cordell迭代優(yōu)化算法,得到了適用于地表觀測(cè)數(shù)據(jù)的球坐標(biāo)系密度界面反演方法。通過(guò)模型數(shù)據(jù)試驗(yàn),對(duì)本文球坐標(biāo)系密度界面反演方法進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,筆者對(duì)高斯—勒讓德積分公式加以改進(jìn)和引入改進(jìn)的自適應(yīng)剖分方案后,很好地克服了計(jì)算精度和效率對(duì)地表觀測(cè)重力計(jì)算的掣肘,并且,基于球坐標(biāo)系的密度界面反演結(jié)果優(yōu)于基于笛卡爾坐標(biāo)系的密度界面反演結(jié)果。在華南大陸實(shí)際數(shù)據(jù)試驗(yàn)中... 

【文章來(lái)源】：物探與化探. 2020,44(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

Tesseroid單元體空間幾何示意

為了進(jìn)一步提高計(jì)算精度,本文還引入了自適應(yīng)剖分方案,前人[22,32]的剖分方案揭示了在滿足同一精度要求的情況下,可以根據(jù)Tesseroid單元體中的各個(gè)區(qū)域與觀測(cè)點(diǎn)P(r,φ,λ)距離不同而采取不一樣的網(wǎng)格大小進(jìn)行剖分,即近距離采用小網(wǎng)格,遠(yuǎn)距離采用大網(wǎng)格(圖2)。筆者針對(duì)已經(jīng)改進(jìn)的GLQ積分公式,對(duì)前人的自適應(yīng)剖分方案也進(jìn)行了簡(jiǎn)化改進(jìn)。對(duì)于一個(gè)徑向、緯向和經(jīng)向的計(jì)算范圍分別為[r1,r2]、[φ1,φ2]、[λ1,λ2]的Tesseroid單元體,其幾何中心點(diǎn)坐標(biāo)為(rc,φc,λc),其與觀測(cè)點(diǎn)P(r,φ,λ)之間的距離為d。對(duì)一個(gè)Tesseroid單元體是否進(jìn)行進(jìn)一步的剖分,可以由式(5)來(lái)進(jìn)行判定。

相較于傳統(tǒng)的笛卡爾直角坐標(biāo)系統(tǒng),球坐標(biāo)系統(tǒng)中所選擇的參考面為球面,如圖3所示,參考球面可以位于Tesseroid頂界面,也可以位于底界面。這樣,區(qū)域內(nèi)由m×n個(gè)Tesseroid單元體所組成的計(jì)算區(qū)域,其在觀測(cè)點(diǎn)P處的重力異常gP為各個(gè)單元網(wǎng)格塊體在P點(diǎn)處所引起重力異常的疊加。g Ρ = ∑ m=1 Μ ∑ n=1 Ν [ g(r,φ,λ) r ] mn 。?????? ??? (7)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]月球重力異常特征與三維密度成像研究[D]. 梁青.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3581429