[发明专利]一种构建多层等效源模型计算化极与数据类型转换的方法

权利要求书

1.一种构建多层等效源模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、输入已有的磁场数据d₀；

S2、根据观测区域的地形高度信息和设定的反演最大深度，构建等效源模型空间，对所述等效源模型空间，以连续网格划分的方式，进行结构化非均匀的多层网格剖分；且，模型的分层数目大于3；所述等效源模型空间包括上顶面和下底面之间的连续空间，其中：

所述等效源模型空间的上顶面为地形起伏曲面；所述等效源模型空间下底面为设定的反演最大深度所在的水平平面；

所述进行结构化非均匀的多层网格剖分包括精细网格剖分和扩展网格剖分，其中，在所述等效源模型空间内：

基于所述等效源模型空间的上顶面，确定地形起伏曲面的最高点和最低点后，进一步确定地形起伏深度范围空间，在所述地形起伏深度范围空间内进行精细网格剖分；

将地形起伏曲面的最低点作为起始点，从所述起始点以下至等效源模型空间下底面确定的深度范围空间内，进行扩展网格剖分；

精细网格与扩展网格是一个连续的整体；

S3、构建目标函数，采用步骤S2构建的结构化非均匀网格，对磁场数据d₀进行带深度规整化因子W_r、正值约束项和规整化项β的积分方程三维反演计算，得到多层等效源模型m；

在剖分所得的等效源网格模型上，基于积分方程进行三维反演计算的时候，构建的目标函数为：

其中，φ为误差值即优化目标；为目标函数的数值约束项，为目标函数的模型约束项；d₀为输入的观测数据，β为预定义的第一规整化因子，W_r为深度规整化因子；m_ref、m分别为当前目标函数优化过程中参考等效源模型、目标输出等效源模型所代表的磁化率矩阵；F(*)为对“*”的正演计算操作；

所述深度规整化因子W_r的数学表达式为：

其中，z为所述多层等效源模型到观测面的距离，z₀为观测面高度，r为深度系数。

2.一种根据权利要求1所述的一种构建多层等效源模型的方法计算化极数据的方法，其特征在于，包括：

S4、利用步骤S3求解得到的多层等效源模型m，通过积分方程磁场三维正演计算得到化极数据；其中，化极数据B_S的计算公式为：

B_S＝Gm；

其中，B_s＝[B_sx,B_sy,B_sz]，B_sx、B_sy和B_sz分别为基于正演计算得到的三分量磁异常场，G为灵敏度矩阵；m为已求得的多层等效源模型。

3.一种根据权利要求2所述的计算化极数据的方法实现数据类型转换的方法，其特征在于，还包括：

当利用步骤S3求解得到的多层等效源模型m，以及基于构建多层等效源模型计算得到化极数据B_S后，通过数据类型转换公式计算转换后的磁场数据。

4.根据权利要求3所述的数据类型转换的方法，其特征在于，计算转换后的磁场数据包括以下步骤：

S41、通过下述公式，使用三分量场数据计算拟合的磁异常数据：

其中，d_s为拟合的磁异常数据，B₀＝[B_0x,B_0y,B_0z]为背景场三分量场数据；B_0x、B_0y和B_0z分别为对应分量下的场数据；

S42、基于所求的背景场的三分量场数据，利用下述的磁场张量转换公式，进行磁场数据的转换：

其中，为梯度算子，矩阵[*]中的每项因子均为磁场的不同张量。