三维重力梯度张量高分辨率密度反演方法研究

论文摘要

重力异常是地下密度差异的综合反映,根据异常特征可反演地下的密度分布,密度反演方法在反演过程中为了改善反演结果所存在的趋肤效应,采用深度权函数迭代的方式来获得最终的结果,但是现有权函数在同一深度上的值相同,因此存在分辨率较低的缺点,对于间距较小或者埋深较大的地质体难以获得准确的反演结果。本文提出归一化异常权的密度反演方法来获得高分辨率的反演结果。通过理论模型试验重力张量反演在提升反演结果分辨率方面的应用效果。引入重力张量密度反演,通过不同参量的数据组合来提升反演的分辨率,且对比现有国内重力水平张量仪测量数据的反演结果与全张量数据反演结果的差异,为重力张量梯度仪的研制方式及实用化提供依据。建立空-地重力数据协同反演方案,利用数据的纵向变化特征获得高分辨率密度反演结果,并实现不同比例尺、不同观测面特征的异常协同反演方法,通过模型试验方法的效果与实用性,为空-地联合探测提供技术和理论支撑。针对密度反演方法分辨率低的缺点,提出重力归一化异常权函数的密度反演方法,利用延拓获得不同高度的异常的归一化结果作为权函数,代替常规的深度权函数,从而改善以往方法在同一深度权函数无变化的缺点,可有效地提高反演结果的分辨率。模型试验表明归一化异常权函数的密度反演方法的结果具有更高的水平和纵向分辨率,且受噪声干扰较小。对比采用原始异常和梯度异常所形成的归一化异常权函数反演方法的差异,结果表明梯度异常权函数的反演结果具有更高的水平分辨率。将所提出方法用于山东实际重力异常的解释,获得了铁矿的具体分布。重力张量联合密度反演利用多参量的数据特征可获得更高分辨率的密度反演结果,针对我国所研发的水平张量梯度仪所测异常反演的分辨率进行测试,并对比其与全张量反演结果的差异。模型试验结果表明重力水平张量异常的反演结果也具有较高的分辨能力,与全张量反演结果接近,因此在后续的仪器研发中先着重于精度的提升,后续再开展全张量仪器的研发,为我国张量仪器的研发与实用化提供依据和技术支撑。随着航空地球物理技术的发展,部分地区同时具有航空与地面重力数据,通过空-地数据的联合反演,利用纵向的数据变化特征来提升以往地面单独反演结果的分辨率。针对空-地协同反演中航空测量飞行高度与层数等问题,提出利用相关分析及奇异值分解讨论空-地协同反演的数据获取方式,指导空-地联合勘探,为高分辨率密度的反演提供更加有效地数据组合。针对起伏地形重力异常的反演提出了曲面剖分反演技术,相比以往的直接剖分反演计算效率更高,理论模型表明该方法能有效获得场源的密度分布,并试验了空-地不同比例尺协同反演的效果,方法技术的研究可有效推动实际数据采集方法的发展。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 研究现状概述
•   1.3 存在的问题
•   1.4 论文研究内容和创新点
• 第二章 基于归一化异常权函数的高分辨率密度反演方法
•   2.1 方法原理
•   2.2 理论模型试验
•   2.3 实际数据处理
•   2.4 小结
• 第三章 重力水平梯度张量联合反演效果分析
•   3.1 重力张量联合反演原理
•   3.2 模型试验对比
•   3.3 实际数据处理
•   3.4 小结
• 第四章 空-地联合三维重力数据特征分析及密度反演方法
•   4.1 空-地三维测量方案设计
•   4.2 空-地三维重力数据协同反演
•   4.3 模型试验
•   4.4 实际数据处理
•   4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果
• 后记和致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孟庆发

导师: 马国庆

关键词: 高分辨率密度反演,归一化异常权,重力水平张量,空地协同反演

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 吉林大学

分类号: P631.1

总页数: 69

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