發(fā)布時(shí)間：2018-01-01 12:00

  本文關(guān)鍵詞：基于光滑L0范數(shù)緊支撐聚焦的重磁聯(lián)合反演的研究與應(yīng)用　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：地球物理反演效果受諸多因素影響。首先,不同地球物理方法探測(cè)能力不同,進(jìn)而導(dǎo)致不同方法反演結(jié)果垂向或橫向分辨率存在差異。其次,由于實(shí)測(cè)地球物理數(shù)據(jù)受到人文干擾、自然條件、采集儀器精度等因素的影響,反演結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。此外,理論研究中便存在反演結(jié)果多解性的研究,即不同地下模型可能會(huì)表現(xiàn)出相同的數(shù)據(jù)響應(yīng)特征。眾多學(xué)者嘗試對(duì)不同方法或者同一方法不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演來(lái)提升反演效果,進(jìn)而結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)及地質(zhì)、鉆井資料,推斷或者確定有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題。然而,由于單一物性反演方法會(huì)嚴(yán)重影響聯(lián)合反演效果,對(duì)單一及聯(lián)合反演方法進(jìn)行研究與改進(jìn),可以更好的對(duì)理論模擬及實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與討論。本文將主要對(duì)重磁單一物性反演及聯(lián)合反演方法進(jìn)行研究與討論。首先,給出反演過(guò)程所需的重磁核函數(shù)表達(dá)公式,通過(guò)設(shè)定三維剩余密度及剩余磁化率的模型空間分布,對(duì)模型重磁異常正演響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。其次,利用最小二乘反演方法進(jìn)行模型物性反演計(jì)算。結(jié)果表明,該方法不適用。進(jìn)而引入了正則化方法及對(duì)深度加權(quán)的討論。通過(guò)構(gòu)建基于光滑L0范數(shù)緊支撐聚焦正則化反演方法的目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行二維及三維模型正反演計(jì)算。引入交叉梯度函數(shù),確立了重磁聯(lián)合反演的目標(biāo)函數(shù)及計(jì)算流程,對(duì)二維及三維模型進(jìn)行正反演計(jì)算分析。最后,將基于光滑L0范數(shù)緊支撐聚焦方法應(yīng)用于雙湖地區(qū)剖面衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)反演,將基于該聚焦方法的聯(lián)合反演方法應(yīng)用于四川盆地及共和盆地的重磁數(shù)據(jù)反演計(jì)算,對(duì)結(jié)果進(jìn)行了討論分析。通過(guò)上述工作,可以得到如下成果及結(jié)論。首先,由于重磁核函數(shù)隨深度衰減以及反演計(jì)算過(guò)程中的不適定問(wèn)題,直接利用最小二乘方法的反演結(jié)果會(huì)出現(xiàn)明顯的趨膚效應(yīng)及多解結(jié)果,引入深度權(quán)函數(shù)及正則化反演方法可以較好的減少這些因素的影響。緊支撐聚焦作為正則化反演的一種方法,可以較好的突出異常體位置。而引入光滑L0范數(shù)的緊支撐聚焦方法,反演過(guò)程的計(jì)算效率及結(jié)果的聚焦效果均有提升。不同類型數(shù)據(jù)的交叉梯度函數(shù)值可以反映異常體不同屬性值的變化情況,進(jìn)而可以利用地質(zhì)體的耦合關(guān)系,實(shí)現(xiàn)不同物性參數(shù)間的聯(lián)合反演,且重磁聯(lián)合反演同單一物性反演相比體現(xiàn)出了計(jì)算效率高,誤差小等優(yōu)點(diǎn)。利用光滑L0范數(shù)緊支撐聚焦方法對(duì)雙湖地區(qū)剖面重力異常反演結(jié)果一定程度上體現(xiàn)出了縫合帶兩側(cè)不同剩余密度巖體的分布情況,進(jìn)而參考大地電磁數(shù)據(jù)反演結(jié)果及有關(guān)地質(zhì)資料,推斷出不同密度體的年代歸屬。應(yīng)用基于光滑L0范數(shù)緊支撐聚焦聯(lián)合反演方法對(duì)四川盆地剖面重磁異常數(shù)據(jù)反演結(jié)果展現(xiàn)出了剩余密度及剩余磁化率的分布情況,結(jié)合有關(guān)資料,給出了剖面基底不同巖性分布的推斷。共和盆地重磁異常三維聯(lián)合反演結(jié)果表現(xiàn)區(qū)域出了近似塊狀的深部密度異常體及近似鏟狀分布的磁化率異常體。本文通過(guò)模型模擬說(shuō)明了基于光滑L0范數(shù)緊支撐聚焦的重磁聯(lián)合反演方法的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的探討,進(jìn)一步說(shuō)明了該方法的有效性及實(shí)用性,為未來(lái)多重?cái)?shù)據(jù)聯(lián)合反演及更多實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用提供參考。
[Abstract]:Geophysical inversion effect is influenced by many factors. First, different geophysical detection ability is different, which leads to the inversion results of different methods of vertical or horizontal resolution are different. Second, because the measured geophysical data by human interference, natural conditions, factors affecting the acquisition precision of instrument, the inversion results will become unstable. In addition, we research on the existence of multiple solutions of the inversion results in a theoretical study, namely different subsurface model may exhibit the same data. Many scholars try to response characteristics of different methods or the same method of different types of data inversion to improve the inversion effect, then combined with the actual geological data and drilling data, predict or determine the relevant geological problems. However, due to the single inversion method will seriously affect the inversion effect, the single and joint inversion method. The research and improvement, can better carry on the analysis and discussion of the theoretical simulation and actual data. This article will focus on the heavy magnetic single physical property inversion and joint inversion method is researched and discussed. Firstly, the heavy magnetic core function to be given in the process of inversion formula, by setting the 3D model space remaining density and residual magnetization rate the distribution model of gravity and magnetic anomaly forward response is calculated. Secondly, the model of inversion calculation using least squares inversion method. The results show that this method is not applicable. Then introduces the regularization method and discuss the depth weighted objective function. By constructing compactly supported smooth L0 norm regularization inversion method of focusing based on the two-dimensional and three-dimensional model inversion calculation. Introduce cross gradient function, established the objective function and the calculation process of joint inversion of gravity and magnetic, are against the two-dimensional and three-dimensional models Calculation analysis. Finally, the smooth L0 norm of compactly supported focusing method is applied to the profile of satellite gravity data inversion in Shuanghu area based on the inversion of gravity and magnetic data based on the application of the method of joint inversion of the focusing method in the Sichuan basin and the Gonghe basin calculation, the results were discussed and analyzed. Through the above work, we can get the following results and the conclusion. First, due to the heavy magnetic core function with depth attenuation and inversion calculation in the process of ill posed problem, inverse least squares method directly using the obvious skin effect and multi solution results, into the depth of weight function and regularization method can effectively reduce the influence of these factors a. Method of compactly supported focus as regularization, can better highlight the abnormal body position. Compactly supported focusing method introduced smooth L0 norm, efficiency calculation and inversion process The results were improved. The focusing effect of cross gradient function of different types of data values can reflect the changes of abnormal body of different attribute values, and then can use the coupling relationship between geological bodies, implementation of joint inversion of different material parameters and the joint inversion of gravity and magnetic properties compared with single inversion shows the advantages of high computation efficiency. Small error. Using the smoothed L0 norm of compactly supported focusing method for gravity anomaly inversion results in Shuanghu area to a certain extent reflects the suture zone on both sides of the distribution of different residual density of rock mass, and the reference ground electrical and magnetic data inversion results and related geological data, infer the different density in body ownership. Based on the application of smooth L0 norm the focus of compactly supported joint inversion method on the section in the Sichuan basin, gravity and magnetic anomaly data inversion shows the residual density and distribution of residual magnetization rate, According to relevant data, given different inferred lithological distribution basement. Gonghe basin, gravity and magnetic anomaly inversion results show that three-dimensional regional approximate block deep density anomaly and approximate shovel shaped distribution rate of magnetization anomaly. Through the model simulation show that the joint inversion method of gravity and magnetic focusing of the compactly supported smooth L0 norm based on the advantages. Through the discussion of the actual data, and further illustrates the effectiveness and practicability of the method, and provide reference for future joint inversion of multiple data and more data applications.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P631

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本文編號(hào)：1364396