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番外篇11_Geoist之界面反演(Parker法)

番外篇11_Geoist之界面反演(Parker法)

作者: 地学小哥 | 来源:发表于2020-05-13 12:13 被阅读0次

内容摘要:由于重磁类异常通常在近地表开展观测,处理后异常的横向分辨率较高。适合于识别一些构造边界和物性界面起伏特征,这类用于确定物理性质分界面的起伏的解释工作,可以归为“界面反演”。但上世纪70年代,R.L.Parker提出了一种频率域的快速界面计算方法,具有精度高、速度快的优点。今天我们就说说该方法的实现。

1、频率域位场正演

频率域的位场计算方法自从上世纪60年代就逐渐被应用于位场资料分析处理工作,伴随快速傅里叶变换的算法成熟,频率域的位场处理技术发展迅速。

著名的Parker算法也是一种频率域位场处理方法,将空间域位场数据变换到频率域进行数据处理,可以充分发挥位场数据的横向分辨率优势,突出位场异常横向变化的整体规律和性质.

核心原理是利用频率域的特殊性质,褶积定理告诉我们空间域里的卷积运算在频率域中可简化为乘积。这可以使空间域复杂的正演计算公式在频率域中大幅度的简化,有效地提高计算速度和效率.

对于估计界面起伏问题,通常为了求一个密度分界面的起伏,最简单的是用一组不同高度的长方体作剖分单元,固定模型体顶面深度,界面起伏就可由这些长方体底面深度的变化来表示。频率域的界面正反演方法,利用频率域比较简单的优势。

引入泰勒公式,通过一系列不同阶次的导数来逼近起伏界面,配合相应的反演算法可以为界面起伏类的位场异常解释问题提供一种解决方案。

2、程序实现

Geoist除了支持空间域的正反演之外,也支持频率域的界面反演问题,通过Python和fortran联合编程,实现了频率域的重力界面反演(Parker)算法。我们举例如下:

(未完待续)

参考文献:

[1] D.W.Oldenburg, The inversion and interpretation of gravity anomalies, Geoghysics,39(4) 1974:526-536
[2] R.L.Parker, The rapid calculation of potential anomalies , Geophy . J. R . Astr . Soc,31,1973:447-455
[3] R.L.Parker, Best bounds on density and depth from gravity data, Geophysics, 1974, 39,644-649.

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