航空重力梯度測量具有快速、經(jīng)濟(jì)和靈活的特點(diǎn)，加上梯度數(shù)據(jù)高分辨率的特性，近幾十年來梯度測量在國外已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，航空重力梯度測量系統(tǒng)和反演解釋方法方面都趨于成熟。相比而言，國內(nèi)對該領(lǐng)域的研究才剛剛起步。 論文利用單分量重力梯度數(shù)據(jù)來重建地下地質(zhì)體的三維密度分布。整個(gè)反演理論基于正則化反演，在數(shù)據(jù)擬合和界限約束雙重限制條件下通過最小化模型目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建具有最小結(jié)構(gòu)的解模型。為了解決反演中計(jì)算速度和能量擴(kuò)散的問題，算法實(shí)現(xiàn)中引入小波變換和內(nèi)點(diǎn)法。具體來說，對靈敏度矩陣進(jìn)行三維小波變換并利用閾值風(fēng)選小波系數(shù)可以得到稀疏存儲的靈敏度矩陣。正演計(jì)算中將稀疏存儲的靈敏度矩陣和向量在小波域中相乘從而加速了正演計(jì)算，CPU時(shí)間的減少量與靈敏度矩陣的壓縮比成正比。為了克服能量擴(kuò)散，我們利用數(shù)值優(yōu)化中的內(nèi)點(diǎn)法對解模型的上下限進(jìn)行約束，在每次高斯-牛頓迭代中通過一系列非線性最小化來具體實(shí)現(xiàn)這一過程。反演求解最終歸結(jié)為求解一個(gè)線性方程組，由于線性方程組的系數(shù)矩陣對稱正定并且稀疏，計(jì)算中選用共軛梯度法進(jìn)行求解。 數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)表明三維重力梯度正演中采用合理的閾值對靈敏度矩陣進(jìn)行小波壓縮可以縮減正演計(jì)算中矩陣向...

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-4正演模型示意圖（單位：g/cm3）

圖2-4正演模型示意圖（單位：g/cm3）用Haar小波對圖2-4所示模型的進(jìn)行Uzz分量正演測試。對閾值，統(tǒng)計(jì)靈敏度矩陣的壓縮比，小波域中矩陣向量乘U為奔騰雙核E5500，主頻2.80GHz，內(nèi)存2G）上所需時(shí)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2-1。可以看出，相對閾值越....

圖2-5理論重力梯度數(shù)據(jù)（左）與快速正演重力梯度數(shù)據(jù)（右）（單位：E）

15圖2-5理論重力梯度數(shù)據(jù)（左）與快速正演重力梯度數(shù)據(jù)（右）（單位：E）對比圖2-5中理論重力梯度數(shù)據(jù)和靈敏度矩陣壓縮后計(jì)算的重力梯度數(shù)據(jù)可以看出，采用小波壓縮后，Uxz分量和Uyz分量在邊界有小范圍的扭曲，其它分量沒有明顯的不同。

圖3-1正演模擬建立了地下模型和正演模擬數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系

圖3-1正演模擬建立了地下模型和正演模擬數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系將解模型的正演模擬數(shù)據(jù)predd和觀測數(shù)據(jù)obsd進(jìn)行比較，如果兩者之間的擬合差大于指定限度，就對解模型進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，然后計(jì)算改進(jìn)后的解的正演模擬數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)擬合差小于指定精度。不幸的是，滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型有無窮多....

圖3-2反演通過觀測數(shù)據(jù)重建了地下物性分布

圖3-1正演模擬建立了地下模型和正演模擬數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系將解模型的正演模擬數(shù)據(jù)predd和觀測數(shù)據(jù)obsd進(jìn)行比較，如果兩者之間據(jù)擬合差大于指定限度，就對解模型進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，然后計(jì)算改進(jìn)后的型的正演模擬數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)擬合差小于指定精度。不幸的是，滿足這個(gè)標(biāo)解模型有無窮多....

本文編號：3957938