[发明专利]一种获取地下三维密度结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，尤其涉及一种获取地下三维密度结构的方法。

背景技术

准确获取地下三维密度结构，对于了解和掌握地球深部地质体的分布形态非常重要。作为地球物理勘探的一种重要手段，重力三维建模技术可以通过测量区域的重力场信息计算出地下三维密度结构，进而推测地质体的分布形态。

目前，重力三维建模技术主要是利用先验地质信息结合重力数据建立地下三维模型，进而获取地下三维密度结构。综观现有的这些先验地质信息约束下的重力三维建模技术，通常都包括三个部分：初始模型的建立、2D/3D重力反演模拟(2D指的是二维，3D指的是三维)及模型的3D显示与地质解释三个步骤。

发明人发现重力三维建模技术中初始模型的准确建立能为后续的重力反演步骤奠定良好的基础；但是现有技术并未重视该步骤，只根据先验信息简单建立一个区域框架，准确度低，不仅给后续工作增加了不少工作量，还影响所获取地下三维密度结构的准确度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种获取地下三维密度结构的方法，主要目的是通过准确建立初始模型，以提高所获取的地下三维密度结构的准确度。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种获取地下三维密度结构的方法，该方法包括如下步骤：

确定建模区域的纵坐标、横坐标、深度及二维2D剖面间距；

根据先验信息及建模区域，利用朴素贝叶斯分类方法进行重力反演建模，得到初始地质模型；

采用离散体模拟方法将所述初始地质模型构建成2D地质模型；

将所述2D地质模型拼接拟合成3D地质模型；

对所述3D地质模型进行可视化和结构解译处理，得到地下三维密度结构。

前述的获取地下三维密度结构的方法，所述根据先验信息及建模区域，利用朴素贝叶斯分类方法进行重力反演，得到初始地质模型的步骤，具体为：

根据所述先验信息确定出模型参数矢量；其中，所述模型参数矢量包括：地质体的埋深、厚度、密度及波速度；

根据所述建模区域及先验信息确定观测数据与地下物理模型参数之间的函数关系，即参入反演的核函数；

根据所述模型参数和核函数计算出观测向量数据，所述观测向量数据构成训练样本；

将所述观测向量数据划分为不同的类别，并计算出每个类别的观测向量数据在所述训练样本中的频率；

根据所述核函数、每个类别的观测向量数据在所述训练样本中的频率，计算出模型区域中地质体的最大似然解；

使用分类器鉴别满足所述地质体最大似然解的模型参数；

根据所述分类器的鉴别结果生成地质模型，并计算出所述地质模型的重力异常值和实际重力异常观测值的拟合方差；

其中，当所述拟合方差＜设定的正数ε时，由分类器的鉴别结果反演出的地质模型参数作为反演结果，得到初始地质模型；

当所述拟合方差≥设定的正数ε时，修正模型参数矢量，重复上述步骤。

前述的获取地下三维密度结构的方法，所述模型区域中地质体的最大似然解的计算公式为：

其中，L(m)为模型区域中地质体的最大似然解；g(m)为正演算子，即上述核函数；d为观测数据矢量，m为模型参数矢量，T表示转置，下标G表示重力数据，下标S表示除重力数据外的其他已知地质数据。

前述的获取地下三维密度结构的方法，所述分类器为隐马尔科夫链分类器。

前述的获取地下三维密度结构的方法，所述设定的正数ε为0.001-0.03。

前述的获取地下三维密度结构的方法，所述先验信息包括地球物理信息和地质信息；

所述地球物理信息包括重力场信息、电磁信息、地震信息及岩石物理信息；

所述地质信息包括地层年代信息、钻孔资料信息及区域地质背景信息。

前述的获取地下三维密度结构的方法，所述采用离散体模拟方法将所述初始地质模型构建成2D地质模型的步骤，具体为：

采用离散体模拟方法，结合先验信息对所述初始模型进行重力反演，得到2D地质模型。

前述的获取地下三维密度结构的方法，将所述2D地质模型拼接拟合成3D地质模型的步骤，具体为：

采用人机交互法对所述2D地质模型的每个2D剖面进行修改，叠加拼接拟合出3D地质模型。

前述的获取地下三维密度结构的方法，采用GOCAD三维可视化模拟软件对3D地质模型进行可视化和结构解译处理，得到地下三维密度结构；或