一种基于积分轮换对称性和奇偶性特征的重力及张量快速正演方法技术

本发明专利技术公开了一种基于积分轮换对称性和奇偶性特征的重力及张量快速正演方法。该方法通过积分轮换对称性推导出重力和张量核函数的对称关系，减少核函数计算量；通过得到的六个独立张量之间转换关系，使需要计算和存储的张量核函数从传统方法的六个减少到两个，减少计算量和存储需求；最后利用核函数奇偶性实现矩阵快速拓展，通过二维快速傅里叶变逐层计算核函数和模型参数卷积完成正演计算。该方法大幅减少正演核函数所需计算量和存储空间，提高正演速度，降低海量数据正演对计算机性能的要求，为重力及张量大数据快速反演奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于积分轮换对称性和奇偶性特征的重力及张量快速正演方法
本专利技术属于重力勘探
，涉及一种重力和重力张量的快速正演方法。
技术介绍
重力及张量数据正演是认识和理解重力异常特征的有效手段，也是物性反演的基础。随着数据采集技术的发展，重力及张量数据量越来越大，而传统正演方法随着研究区域增大和测点数增多，计算量和时间成本呈指数增加。因此，一些基于灵敏度矩阵压缩和数值模拟技术应用到了正演加速中，但其精度与解析算法相比有一定差距；此外，一种利用快速傅里叶变换计算BCCB矩阵卷积的算法应用到重力正演中，大幅提高了重力正演速度；在此基础上，基于BCE算法的重力快速正演进一步提高计算速度和精度(Chen&Liu，2019)，但该算法应用到重力及张量正演中，仍存在大量重复计算和内存优化问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，根据重力及张量的对称性与奇偶性、张量间的转换关系，提出一种重力及张量快速正演方法，进一步减少重复计算和所需存储空间，提高正演速度。专利技术思想：该方法从重力及张量正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于积分轮换对称性和奇偶性特征的重力及张量快速正演方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)、设计观测网格，使观测网格在x-y平面上与网格角点重合；/n2)、计算坐标最小观测点与所有网格中心的相对距离(Δx,Δy,Δz)，其中Δx≥0,Δy≥0和Δz≥0；/n3)、计算最小观测点与所有网格的重力核函数h和两个张量核函数U

【技术特征摘要】
1.一种基于积分轮换对称性和奇偶性特征的重力及张量快速正演方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、设计观测网格，使观测网格在x-y平面上与网格角点重合；
2)、计算坐标最小观测点与所有网格中心的相对距离(Δx,Δy,Δz)，其中Δx≥0,Δy≥0和Δz≥0；
3)、计算最小观测点与所有网格的重力核函数h和两个张量核函数Uzz和Uxy，计算过程中根据如下对称关系减少重复计算：
h(Δx,Δy,Δz)＝h(Δy,Δx,Δz)
Uxy(Δx,Δy,Δz)＝Uxy(Δy,Δx,Δz)
Uzz(Δx,Δy,Δz)＝Uzz(Δy,Δx,Δz)
其中重力核函数h和两个张量核函数Uzz和Uxy按如下公式计算：









4)、根据张量间转换关系，从计算的Uzz和Uxy张量核函数转换得到另外四个张量核函数Uxx、Uyy、Uxz和Uyz，张量间转换关系如下：
Uxy(Δx,Δy,Δz)＝Uxz(Δx,Δz,Δy)＝Uyz(Δz,Δy,Δx)
Uxx(Δx,Δy,Δz)＝Uyy(Δy,Δx,Δz)＝Uzz(Δz,Δy,Δx)；
5)、逐层对核函数进行拓展，得到第k层核函数的拓展矩阵hext、Uzzext、Uxyext、Uxxext、Uyyext、Uxzext和Uyzext，其中0<k<nz；下面以h为例说明拓展过程：



Uzz、Uxy、Uxx、Uyy、Uxz和Uyz六个张量的拓展与h相似，拓展的矩阵根据如下核函数奇偶性确定：
h(Δx,Δy,Δz)＝h(-Δx,Δy,Δz)＝h(Δx,-Δy,Δz)＝-h(Δx,Δy,-Δz)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙思源，余学中，
申请(专利权)人：中国自然资源航空物探遥感中心，
类型：发明
国别省市：北京;11