【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地球物理，特别是指一种多源数据联合反演岩石圈密度的方法。
技术介绍
1、岩石圈的密度结构，对于研究岩石圈的物质属性和构造演化具有重要价值，例如，一般而言，克拉通亏损的古老岩石圈地幔具有低的密度，而富集的新生岩石圈地幔具有高的密度，通过估算岩石圈的密度，可以对其起源进行有效分析。但是由于重力异常固有的多解性，使得单一的重力反演结果难以有效刻画岩石圈结构。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种多源数据联合反演岩石圈密度的方法，克服了单一重力反演方法的缺陷，提高了岩石圈密度反演结果的可靠性，为认识岩石圈属性和演化，以及矿产资源勘查提供了重要的依据。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，所述方法包括：
4、获取自由空间重力数据，进行低通滤波处理，获得低通重力异常；
5、根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面的重力异常进行正演，用低通重力异常与莫霍面重力异常作差，获得剩余重力异常；
6、对大地水准面模型进行低阶截断处理，获得中高阶大地水准面异常；
7、根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面引起的大地水准面异常进行正演，用中高阶大地水准面异常与莫霍面引起的大地水准面异常作差，得到剩余大地水准面异常；
8、获取原始地形数据，进行低通滤波处理，获得缓起伏的地形数据；
9、根据原始地形数据，对莫霍面引起的地形起伏进行正演，用缓起伏地形
10、根据剩余重力异常、剩余大地水准面异常和剩余地形异常，建立联合反演的目标函数；
11、根据地震层析成像结果，获取岩石圈速度结构，获得岩石圈初始密度；
12、对联和反演目标函数进行共轭梯度法求解，获得岩石圈密度结构。
13、进一步的，获取自由空间重力数据，进行低通滤波处理，获得低通重力异常，包括：
14、获取自由空间重力数据；
15、根据自由空间重力数据，对卫星自由空间重力异常进行低通滤波处理；
16、根据低通滤波处理结果，获得低通重力异常。
17、进一步的，根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面的重力异常进行正演，用低通重力异常与莫霍面重力异常作差，获得剩余重力异常，包括：
18、根据莫霍面上下的密度差，使用常密度立方体重力正演公式：
19、
20、其中，g为万有引力常量，ρ为莫霍面上下的地壳底部与地幔顶部的密度差,x、y和z为立方体模型在笛卡尔坐标系下的位置，x1和x2是表示x的上下限的变量，y1和y2是表示y的上下限的变量，z1和z2是表示z的上下限的变量；
21、根据常密度立方体重力正演公式，对莫霍面产生的重力异常进行正演，获得莫霍面重力异常数据；
22、根据低通重力异常和莫霍面引起的重力异常，用低通重力异常减去莫霍面引起的重力异常，获得剩余重力异常。
23、进一步的，对大地水准面模型进行低阶截断处理，获得中高阶大地水准面异常，包括：
24、获取大地水准面模型；
25、采用egm2008模型进行大地水准面计算；
26、去掉0阶到12阶的球谐系数；
27、获得中高阶大地水准面异常。
28、进一步的，根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面引起的大地水准面异常进行正演，用中高阶大地水准面异常与莫霍面引起的大地水准面异常作差，得到剩余大地水准面异常，包括：
29、根据莫霍面上下的密度差，采用常密度立方体大地水准面正演公式：
30、
31、其中，g为万有引力常量，ρ为莫霍面上下的地壳底部与地幔顶部的密度差，g为地表重力加速度，x、y和z为立方体模型在笛卡尔坐标系下的位置，x1和x2是表示x的上下限的变量，y1和y2是表示y的上下限的变量，z1和z2是表示z的上下限的变量；
32、根据常密度立方体大地水准面正演公式，对莫霍面引起的大地水准面异常进行正演，得到莫霍面引起的大地水准面异常数据；
33、根据莫霍面引起的大地水准面异常，用中高阶大地水准面异常减去莫霍面起伏所产生的大地水准面异常，得到剩余大地水准面异常。
34、进一步的，获取地形数据，进行低通滤波处理，获得缓起伏的地形数据，包括：
35、获取地形数据；
36、对地形数据进行低通滤波处理，以获得缓起伏的地形数据。
37、进一步的，根据原始地形数据，对莫霍面引起的地形起伏进行正演，用缓起伏地形数据与莫霍面引起的地形异常作差，得到剩余地形异常，包括：
38、根据原始地形数据，采用莫霍面引起的地形起伏的计算公式：其中，t为莫霍面起伏引起的地形异常，h为莫霍面某点的深度与莫霍面平均深度的差值，该差值为正，会得到一个正的地形异常，即高的地形，反之亦然，ρ1和ρ0分别为岩石圈地幔和地壳的平均密度；
39、根据莫霍面引起的地形起伏的计算公式，对莫霍面引起的地形起伏进行正演，得到莫霍面起伏引起的地形异常数据；
40、根据莫霍面起伏引起的地形异常数据，用缓起伏地形数据减去莫霍面引起的地形异常，得到剩余地形异常。
41、进一步的，根据剩余重力异常、剩余大地水准面异常和剩余地形异常，建立联合反演的目标函数，包括：
42、收集剩余重力异常、剩余大地水准面异常和剩余地形异常的观测数据；
43、定义立方体模型的参数，如立方体单元的剩余密度；
44、使用立方体模型的重力、大地水准面和地形正演算子，计算模型的正演响应，得到剩余重力异常、剩余大地水准面异常和剩余地形异常的模型预测值；
45、将模型预测值与观测数据进行比较，计算剩余重力异常、剩余大地水准面异常和剩余地形异常的数据残差；
46、定义深度加权和最小支撑算子；
47、将数据残差和模型残差加权，构建最终的目标函数：
48、
49、其中，ag、an和at分别为立方体模型的重力正演算子，即常密度立方体重力正演公式，大地水准面正演算子，即常密度立方体大地水准面正演公式，以及地形正演算子，即其中za为积分深度，ρa为软流圈平均密度，ρ(z)为岩石圈密度随深度的变化，h0为地形改正项，其值为2.4km，dg、dn和dt分别为得到的剩余重力异常，剩余大地水准面异常和剩余地形异常，wm是深度加权算子，we是最小支撑算子，m的值为立方体模型单元的剩余密度，wm能克服重力异常反演时的趋肤效应，其表达式为其中fm为重力异常数据对地下立方体单元的偏导数矩阵，we的表达式为其中β作为一个小值，α、β和γ分别为数据拟合项和模型拟合项的比例因子；
50、使用优化算法对目标函数进行优化，得到使目标函数最小化的最佳模型参数。
51、进一步的，根据地震层析成像结果，获本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，获取自由空间重力数据，进行低通滤波处理，获得低通重力异常，包括：
3.根据权利要求2所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面的重力异常进行正演，用低通重力异常与莫霍面重力异常作差，获得剩余重力异常，包括：
4.根据权利要求3所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，对大地水准面模型进行低阶截断处理，获得中高阶大地水准面异常，包括：
5.根据权利要求4所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面引起的大地水准面异常进行正演，用中高阶大地水准面异常与莫霍面引起的大地水准面异常作差，得到剩余大地水准面异常，包括：
6.根据权利要求5所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，获取地形数据，进行低通滤波处理，获得缓起伏的地形数据，包括：
7.根据权利要求6所述的多源数据联合反演岩
8.根据权利要求7所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，根据剩余重力异常、剩余大地水准面异常和剩余地形异常，建立联合反演的目标函数，包括：
9.根据权利要求8所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，根据地震层析成像结果，获取岩石圈速度结构，获得岩石圈初始密度，包括：
10.根据权利要求9所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，对联和反演目标函数进行共轭梯度法求解，获得岩石圈密度结构，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，获取自由空间重力数据，进行低通滤波处理，获得低通重力异常，包括：
3.根据权利要求2所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面的重力异常进行正演，用低通重力异常与莫霍面重力异常作差，获得剩余重力异常，包括：
4.根据权利要求3所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，对大地水准面模型进行低阶截断处理，获得中高阶大地水准面异常，包括：
5.根据权利要求4所述的多源数据联合反演岩石圈密度的方法，其特征在于，根据莫霍面上下的密度差，对莫霍面引起的大地水准面异常进行正演，用中高阶大地水准面异常与莫霍面引起的大地水准面异常作差，得到剩余大地水准面异常，包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：徐曦，王保弟，匡星涛，孙艳云，马千里，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。