美文网首页
番外篇8_Geoist之二维多边形拟合

番外篇8_Geoist之二维多边形拟合

作者: 地学小哥 | 来源:发表于2020-04-30 17:20 被阅读0次

    内容摘要:通过任意多定点的二维多边形来拟合地质体,实现重力异常正演计算,在位场异常解释中十分常见。特别是交互式拟合异常曲线的时候,多采用多边形这种几何单元来近视地质体。多边形可以模拟界面的起伏,矿体形态等等。商业软件中Modelvision还可以提供2.5维的多剖面异常模拟与解释。今天我们讨论一下Geoist中的二维多边形正演和反演功能。

    1、二维多边形异常计算

    Talwani公式

    图1 典型的地质剖面 图2 多边形地质体建模 图3 2.5维多边形截面地质体效果图 图4 二维多边形反演盆地基底

    附完整代码:

    from geoist.inversion import Smoothness1D
    from geoist.pfm.basin2d import PolygonalBasinGravity
    from geoist.pfm import talwani
    from geoist.inversion.geometry import Polygon
    from geoist.vis import giplt 
    from geoist.pfm import giutils as utils
    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    
    xs = np.linspace(0, 100000, 100)[::-1]
    depths = (-1e-15*(xs - 50000)**4 + 8000 -
              3000*np.exp(-(xs - 70000)**2/(10000**2)))
    depths -= depths.min()  # Reduce depths to zero
    props = {'density': -300}
    model = Polygon(np.transpose([xs, depths]), props)
    x = np.linspace(0, 100000, 100)
    z = -100*np.ones_like(x)
    data = utils.contaminate(talwani.gz(x, z, [model]), 0.5, seed=0)
    
    misfit = PolygonalBasinGravity(x, z, data, 50, props, top=0)
    regul = Smoothness1D(misfit.nparams)
    solver = misfit + 1e-4*regul
    initial = 3000*np.ones(misfit.nparams)
    solver.config('levmarq', initial=initial).fit()
    
    plt.figure()
    plt.subplot(2, 1, 1)
    plt.plot(x, data, 'ok', label='observed')
    plt.plot(x, solver[0].predicted(), '-r', linewidth=2, label='predicted')
    plt.legend()
    ax = plt.subplot(2, 1, 2)
    giplt.polygon(model, fill='gray', alpha=0.5, label='True')
    giplt.polygon(solver.estimate_, style='o-r', label='Estimated')
    ax.invert_yaxis()
    plt.legend()
    plt.show()
    

    参考文献:
    Talwani, M, Worzel, JL, and Landisman, M, 1959,
    Rapid Gravity Computations for Two-Dimensional Bodies with Application to the Mendocino Submarine Fracture Zone, Journal of Geophysical Research, 64:49-61.

    相关文章

      网友评论

          本文标题:番外篇8_Geoist之二维多边形拟合

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/ugvgwhtx.html