[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

说明书

本发明公开了一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法，包括：通过观测得到物理场数据d₀；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；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，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；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。本发明实现对复杂环境中的异常数据进行高精度延拓和数据转换。

技术领域

本发明涉及地球物理勘测技术领域，尤其涉及一种非结构化等效源的重磁数据延拓与转换方法。

背景技术

在重力或磁法探测中，测量分布在起伏观测曲面上，由于测量位置与异常体的距离不同，重磁数据所反映的主要异常信息内容也有所差异。在实际应用中，又往往需要将这些数据转换成所需要的参数和类型，比如不同观测高度(延拓)、异常分量、张量数据的换算等，重磁数据类型转换的主要挑战在于航磁(地面磁测)的起伏测量曲面以及数据的不规则测量位置(非网格化测量)，传统的数据类型转换以及化极计算无法处理这些数据，而采用传统单层、双层、三层等效源的数据转换方法，处理结果精度较低，无法满足应用需求。

现有文献1“Thomas Günther,Carsten Rücker,Klaus Spitzer.Three-dimensional modelling and inversion of dc resistivity data incorporatingtopography–II.Inversion[J].Geophysical Journal International,2006,166(2).”提出了基于非结构化网格的电法反演方法，未见基于非结构化网格的重磁反演；文献2“Dampney,C.N.G.THE EQUIVALENT SOURCE TECHNIQUE[J].geophysics,1969,34(1):39.”提出了等效源方法，利用单层等效场源模拟实测异常，可用于位场数据的空间延拓(包括曲面延拓)、梯度计算以及分量转换等；文献3“管志宁,安玉林,陈维雄.曲线与曲面上磁场向上延拓和分量转换[J].地球物理学报,1985,000(004):419.”提出了基于单层位和双层位理论的曲面上磁场的上延拓方法；文献4“Li Y.Reduction to the pole usingequivalent sources[J].SEG Technical Program Expanded Abstracts,1999,19(1):2484.”通过在有限的深度内设置单层的等效源实现了低纬度磁场异常的化极方法。文献5“Zuo B,Hu X,Marcelo Leo-Santos,et al.Downward Continuation and Transformationof Total-Field Magnetic Anomalies Into Magnetic Gradient Tensors BetweenArbitrary Surfaces Using Multilayer Equivalent Sources[J].GeophysicalResearch Letters,2020,47(16).”提出了一种通过带深度规整化项的多层等效源技术进行延拓与数据转换的方法。文献“Farquharson C.G.,C.R.W.Mosher,2009,Three-dimensional modelling of gravity data using finite differences,Journal ofApplied Geophysics,68,417-422.”实现了六面体结构化网格的三维差分正演，未实现反演。文献“Jahandari H.and C.G.Farquharson,2013,Forward modeling of gravity datausing finite-volume and finite-element methods on unstructured grids,Geophysics,78(3),G69–G80”实现了四面体非结构化网格的有限体积、有限元的重力三维正演，未实现反演。文献“Galley C.G.,P.G.Lelièvre_and C.G.Farquharson,2020,Geophysical inversion for 3D contact surface geometry,Geophysics,85,K27-K45.”采用积分方程实现了非结构化网格的曲面积分反演，与PDE方法在基础理论与方程上显然不同。