基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，包括以下步骤：步骤1：开始；步骤2：剖分模型空间，对异常体剩余密度赋值；步骤3：分别计算重力异常和梯度异常的格架函数；步骤4：判断观测点与长方体单元相对位置；步骤5：利用对称互换性和平移等效性；步骤6：调用重力异常和梯度异常的格架函数；步骤7：代数求和获得该长方体对该观测点的重力异常以及梯度异常；步骤8：得出整个模型体对该观测点的重力异常和梯度异常；步骤9：计算平面内的循环全部完成；步骤10：得出结果。本发明专利技术解决了现有计算方法计算效率不高的问题。

Forward modeling method of gravity anomaly and gradient anomaly based on grid point grid function

【技术实现步骤摘要】
基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法
本专利技术涉及重力勘探
，具体涉及一种基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法。
技术介绍
现有的重力勘探正演计算中，常用等距网格线将模型剖分成若干个长方体单元，然后计算每一个长方体单元对观测点的异常，再将所有长方体单元对观测点的异常求和，即为整个模型体对观测点的异常。这其中存在大量重复的计算，导致数值模拟及反演效率大大降低。《地球物理学报》2003年02期公开了姚长利等“重磁遗传算法三维反演中高速计算及有效存储方法技术”，以三维密度模型的正演公式说明剖分模型的正演情况，利用对称互换性与平移等效性简化网格点对观测点的异常值的计算，极大地提高了计算效率，实验结果得到了比较好的效果。《地球物理学进展》2012年02期公开了陈召曦等“重磁数据三维物性反演方法进展”，介绍了等效存储几何格架技术并推导了基于网格点格架的对称互换性与平移等效性的公式，并将两个公式合并来简化运算。利用该技术，计算完每一层的第一个网格单元的几何格架值，可以通过合并后的公式得出所有网格单元的几何格架值，这样可以节省大量的计算量和存储量，为反演奠定基础，实验结果得到了比较好的效果。上述现有的计算方法在一定程度上能够提升模型的正演速度，但计算效率仍然不够高，还有继续提升的空间。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，以解决现有计算方法计算效率不高的问题。为了实现上述目的，本专利技术基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，包括以下步骤：步骤1：开始；步骤2：剖分模型空间，对异常体剩余密度赋值；步骤3：分别计算重力异常和梯度异常的格架函数；步骤4：判断观测点与长方体单元相对位置；步骤5：利用对称互换性和平移等效性；步骤6：调用重力异常和梯度异常的格架函数步骤7：代数求和获得该长方体对该观测点的重力异常以及梯度异常；步骤8：得出整个模型体对该观测点的重力异常和梯度异常；步骤9：计算平面内的循环全部完成；步骤10：得出结果。进一步地，所述步骤2具体为：将计算空间剖分成网格，确定网格的间距、异常体在网格中的位置，并将计算空间计算区平面的单位换算为实际里程，并对异常体的剩余密度赋值；进一步地，步骤3具体为：确定计算区平面内观测点的坐标，确定计算空间内剖分所得长方体模型单元的坐标，观测点在计算区平面内循环，长方体单元在整个计算空间内循环，分别计算模型空间内所有网格点对第一个观测点的重力异常和梯度异常的格架函数，然后存储待后期计算调用；进一步地，步骤4具体为：在计算空间内，观测点每循环到一处，长方体模型单元在计算空间内遍历循环一次，长方体模型单元在循环中每到一处，观测点与其有一个相对位置关系。进一步地，步骤5-9具体为：将观测点和长方体单元的位置参数代入重力异常格架函数中，利用对称互换性与平移等效性，即可调出8个已存储的网格点对观测点格架函数，然后代数求和，获得该长方体单元对观测点的重力异常和梯度异常，将所有长方体单元对该观测点的重力异常和梯度异常求和，即为整个模型体对该观测点的重力异常和梯度异常，当计算空间内的循环全部完成，即可得出计算区的重力异常和所有梯度异常。计算空间内每个长方体单元对观测点的重力异常和梯度异常分别等于该长方体单元8个顶点所在的网格点对观测点的重力异常和梯度异常线性代数和，计算空间内长方体单元对其他观测点的重力异常和梯度异常的格架函数，可通过对称互换性与平移等效性等效到其对P的重力异常和梯度异常的格架函数，这使得五维的计算问题，变成了三维的计算问题，使计算效率大大提高。本专利技术采用对称互换性与平移等效性，使五维的计算问题简化为三维的计算问题，通过把网格点对观测点异常的格架函数结果先存储再调用，解决了原有计算方法中大量重复计算所造成的计算效率不够高的问题，使运算速度提高近8倍，达到了快速正演的效果。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法的流程图。图2为地下剖分单元示意图。图3为网格剖分单元与观测点示意图。图4为平移等效性示意图。图5为对称互换性示意图。图6为地下网格单元模型采用原有正演算法得到的重力异常g图。图7为地下网格单元模型采用原有正演算法得到的梯度异常图(图a、b、c、d、e、f、g、h、i分别为gxx、gxy、gxz、gyx、gyy、gyz、gzx、gzy、gzz梯度异常图)。图8为地下网格单元模型采用快速正演算法得到的重力异常g图。图9为地下网格单元模型采用快速正演算法得到的梯度异常图(图a、b、c、d、e、f、g、h、i分别为gxx、gxy、gxz、gyx、gyy、gyz、gzx、gzy、gzz梯度异常)具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在结合附图对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。此外，下述说明中涉及到的本专利技术的实施例通常仅是本专利技术一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。关于本专利技术中术语和单位。本专利技术的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本专利技术基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，包括以下步骤:步骤1：开始；步骤2：剖分模型空间，对异常体剩余密度赋值；步骤3：分别计算重力异常和梯度异常的格架函数；步骤4：判断观测点与长方体单元相对位置；步骤5：利用对称互换性和平移等效性；步骤6：调用重力异常和梯度异常的格架函数步骤7：代数求和获得该长方体对该观测点的重力异常以及梯度异常；步骤8：得出整个模型体对该观测点的重力异常和梯度异常；步骤9：计算平面内的循环全部完成；步骤10：得出结果。所述步骤2具体为：将计算空间剖分成网格，确定网格的间距、异常体在网格中的位置，并将计算空间计算区平面的单位换算为实际里程，并对异常体的剩余密度赋值；步骤3具体为：确定计算区平面内观测点的坐标，确定计算空间内剖分所得长方体模型单元的坐标，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：开始；/n步骤2：剖分模型空间，对异常体剩余密度赋值；/n步骤3：分别计算重力异常和梯度异常的格架函数；/n步骤4：判断观测点与长方体单元相对位置；/n步骤5：利用对称互换性和平移等效性；/n步骤6：调用重力异常和梯度异常的格架函数；/n步骤7：代数求和获得该长方体对该观测点的重力异常以及梯度异常；/n步骤8：得出整个模型体对该观测点的重力异常和梯度异常；/n步骤9：计算平面内的循环全部完成；/n步骤10：得出结果。/n

【技术特征摘要】
1.基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开始；
步骤2：剖分模型空间，对异常体剩余密度赋值；
步骤3：分别计算重力异常和梯度异常的格架函数；
步骤4：判断观测点与长方体单元相对位置；
步骤5：利用对称互换性和平移等效性；
步骤6：调用重力异常和梯度异常的格架函数；
步骤7：代数求和获得该长方体对该观测点的重力异常以及梯度异常；
步骤8：得出整个模型体对该观测点的重力异常和梯度异常；
步骤9：计算平面内的循环全部完成；
步骤10：得出结果。


2.如权利要求1所述的基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将计算空间剖分成网格，确定网格的间距、异常体在网格中的位置，并将计算空间计算区平面的单位换算为实际里程，并对异常体的剩余密度赋值。


3.如权利要求1所述的基于网格点格架函数的重力异常及梯度异常的正演方法，其特征在于，步骤3具体为：确定计算区平面内观...

【专利技术属性】
技术研发人员：范祥泰，张志厚，姚禹，路润琪，廖晓龙，席传杰，王海燕，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51