[发明专利]基于交叉梯度约束的重磁三维联合反演的方法

说明书

本发明属于地球物理学应用技术领域，涉及一种基于交叉梯度约束的重磁三维联合反演的方法。将地下半空间以空间阵列的方式划分为若干个规则的长方体，并随机设定每个长方体内初始物性参数，其中，初始物性参数为密度参数和磁化强度参数；以每个长方体的垂直正上方在地面设立观测点；根据划分的长方体以密度参数和磁化强度参数开展三维重磁异常正演计算，得出预测的地面观察数据；根据观测点实际测量的数据以及预测的地面观察数据计算误差；最后，利用交叉梯度函数进行联合迭代反演，使误差降低到合理范围内，得出理想模型。本发明相较于传统反演，其一定程度上降低重磁反演的多解性和提高重磁反演的分辨率，并减少了相应的计算，提高了反演的效率。

技术领域

本发明属于地球物理学应用技术领域，尤其涉及一种基于交叉梯度约束的重磁三维联合反演的方法。

背景技术

地球物理响应是由地下介质的物理性质差异所产生的，地球物理反演就是根据观测到的地球物理响应来推测地下介质物性分布的一门学科，如密度、磁化率或电阻率等物性的分布。这一过程将必然面临地球物理勘探的两大基本问题，即反演本身固有的多解性以及单一方法反演的片面性。而只有在结合了地质理论知识的指导，走综合地球物理发展的道路，才能够很好地解决这两大基本问题。因此，在地球物理单一方法反演的基础上，逐渐发展了地球物理联合反演。

在同一工区的相同测区范围内，我们可以采集到多种地球物理方法的数据，例如，重力异常、磁异常和电阻率信息等。虽然这些不同地球物理方法对应的数据之间看起来毫无关联，但是由这些实测数据对应的地下介质是统一的，因此，我们可以考虑综合利用这些采集到的地球物理响应来推测地下的地质-地球物理模型，包括物性参数值、模型的埋藏深度、形状和规模大小等。不同物性参数值之间满足一定的内在对应关系，这在一定程度可以改善反演的非唯一性，提高反演解释的准确性。因此，联合反演是未来地球物理发展的重要方向，也越来越引起地球物理工作者们的注意。

随着地表、近地表资源不断被开采殆尽，目前地球物理勘探的深度也在不断加大，所面临的问题也越来越复杂，单一方法的地球物理反演已经不能胜任当前所面临的实际问题，对地球物理联合反演的研究和应用是十分必要和迫切的。

目前，现有最常见的反演方式主要是顺序反演和同步联合反演，而顺序反演和同步联合反演都需要以物性之间的经验公式作为桥梁将不同类型的数据联系起来，而不准确的经验关系会将联合反演带入歧途。考虑到地球物质构造演化的复杂多变性，岩石物性在不同构造区表现出不同的特征，在广阔的研究区域使用相同的经验关系是不恰当的。为此，如何构建不同地球物理模型参数之间的耦合关系，以及如何提高联合反演的精度和效率是目前联合反演研究的关键所在。

发明内容

本发明针对上述的现有联合反演所存在的技术问题，提出一种设计合理、方法简单且适用性广、反演分辨率高的基于交叉梯度约束的重磁三维联合反演的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种基于交叉梯度约束的重磁三维联合反演的方法，包括以下步骤：

a、将地下半空间以空间阵列的方式划分为若干个规则的长方体，并随机设定每个长方体内初始物性参数，其中，初始物性参数为密度参数和磁化强度参数；

b、以每个长方体的垂直正上方在地面设立观测点；

c、根据划分的长方体以密度参数和磁化强度参数开展三维重磁异常正演计算，得出预测的地面观察数据；

d、根据观测点实际测量的数据以及预测的地面观察数据进行反演计算；

e、最后，利用交叉梯度函数进行联合反演，得出最优解，其中，交叉梯度函数为：