[发明专利]一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法

权利要求书

1.一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、在重力或磁法探测中，通过观测得到物理场数据d₀；所述物理场为重力场或磁场；

S2、给定反演初始模型和反演网格边界，利用现有的四面体网格生成方法生成非结构化四面体网格，作为等效源反演网格空间；

S3、根据地磁场参数，对物理场数据d₀进行带规整化项的PDE三维反演计算，在反演迭代的同时对反演等效源模型周围的反演网格空间，进行加密剖分动态调整，在满足迭代条件后得到异常体的最终等效源模型；

S4、根据实验需要设定不同的正演参数，利用步骤S3得到的等效源模型进行相应的三维正演计算，得到等效源产生的上延拓数据或下延拓数据、化极数据、异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据。

2.如权利要求1所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：步骤S3中，所述反演计算采用三维有限体积、三维标量有限元或三维矢量有限元方法。

3.如权利要求1所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：步骤S3中，反演计算的目标函数为：

其中，表示反演目标函数，采用非线性优化求解；d＝F(B₀,m),m≥0，表示正演计算得到的与d₀相应物理场数据；F(·)表示对等效源模型的PDE三维正演计算；m表示等效源模型；φ_reg表示规整化函数；B₀表示背景场，即地磁场，由所在地理位置确定。

4.如权利要求2所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：步骤S4中，异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据，根据物理场不同而不同，具体为：

若物理场为磁场，则异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据分别为磁总场异常数据、磁三分量异常数据和磁梯度张量数据，如下：

所述磁三分量异常数据，表示为式(2)：

式(2)中，B_s为磁三分量异常数据的向量形式；为磁三分量异常数据的三个分量；表示地磁场的三个分量；φ表示重力势或磁势；μ＝μ₀(1+χ)，μ₀表示真空磁导率，χ表示非结构化网格模型的磁化率；

所述磁总场异常数据，表示为式(3)：

所述磁梯度张量数据表示为式(4)：

若物理场为重力场，则异常总场数据、异常分量数据以及梯度张量数据分别为重力异常数据、重力三分量异常数据和重力梯度张量数据，如下：

所述重力三分量异常数据，表示为式(5)：

其中，g^x、g^y和g^z分别表示重力异常的三个分量的数据；

所述重力异常数据表示为式(6)：

所述重力梯度张量数据表示为式(7)：

。

5.如权利要求4所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：步骤S4中，利用步骤S3得到的等效源模型进行相应的三维正演计算，对于重力场，正演公式为：对于磁场，正演公式为：其中，γ表示万有引力常数，ρ表示非结构化网格模型的密度。

6.如权利要求4所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：步骤S4中，根据原始观测位置空间坐标p(x₀,y₀,z₀)，以及实验需要设定延拓后的观测面位置空间坐标p_up(x,y,z)/p_down(x,y,z)，进一步得到上延拓和/或下延拓后的物理场数据为：B′＝CB_s，其中，B′表示上延拓或下延拓后的数据，C表示根据延拓后观测面的位置与原始观测位置得到的插值函数。

7.如权利要求4所述的一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，其特征在于：步骤S4中根据实验需要进行磁场数据化极计算时，利用步骤S3中确定的等效源模型m，给定B′₀，进行PDE正演计算，得到化极数据B′_s＝F(B′₀,m)。