[发明专利]一种起伏地形下的位场全自动极值点深度估算方法

说明书

本发明公开了一种起伏地形下的位场全自动极值点深度估算方法。本发明通过输入观测面的高程数据、重力观测值和观测点距，生成高程和重力的网格文件，利用频域率伪观测面法，构建重力三维半空间场，根据半空间场内各深度点重力值的垂向导数，计算各深度点的不同阶次导数比，结合常数加入法，对重力三维半空间场进行反演，得到半空间场内各点处的极值计算值，确定半空间场的极值点集，归一化处理极值点集内的极值点，利用归一化后的极值点集成像成图，并分析重力三维半空间场的极值深度点，输出图件和半空间场内各点的归一化极值。本发明无需先验信息，实现了自动化反演，能够对起伏地形观测下的重力数据进行直接计算，提高了反演效率及精度，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，具体涉及一种起伏地形下的位场全自动极值点深度估算 方法。

背景技术

场源快速成像法作为一种能够有效反演场源参数的方法，具有算法简单、计算稳定的优 势，并且反演过程中无需过多的先验信息及迭代计算，能够为建立先验模型提供有效信息， 场源快递成像法包括相关成像法(概括成像法)、偏移成像法、极值点深度估算法(DEXP法) 和小波连续变换法等。

极值点深度估算法(DEXP法)是由Fedi等提出的一种三维位场快速反演方法，利用三 维结果数据的极值点，实现对场源深度及平面位置的定量计算以及对相对密度或磁化率进行 定性描述。该方法能够应用于不同阶次导数位场数据的计算，向上延拓构建三维数据的同时 通过构造指数控制尺度函数。极值点深度估计法简单易行，反演过程快速、稳定且无需先验 信息，具有良好的应用前景及研究价值，目前已广泛应用于重力场数据、磁场数据和电场数 据的场源快速成像方面，取得了令人满意的结果。

但是，利用极值点深度估算法(DEXP法)实现位场源快速成像反演时需要提前预估构 造指数，解决构造指数的问题主要通过主观指定构造指数或利用导数比消去构造指数，相比 于主观指定构造指数存在选取困难及无法实现自动化计算的不足，利用导数比消去构造指数 能够规避构造指数的选取问题，替代构造指数实现极值点深度估算法的自动化计算，但是该 方法中需要根据经验性设置阈值，无法均衡多地质体的反演，并且该方法计算结果受“梯形 线”影响较大。同时，极值点深度估算法处理起伏地形下的位场数据多采用曲化平技术，该 技术实际应用过程中存在以下问题：由于不同地形条件下该方法的适用性存在差异，需要进 行前期预判，指导选择处理方法，缺少通用性和自动性，并且，该方法主要利用滤波手段， 制约了处理结果的精度。

因此，亟需提出一种适用于起伏地形条件并且无需提供任何先验信息的主动极值点深度 估算方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种起伏地形下的位场全自动极值 点深度估算方法，解决了常规极值点深度估算法求解过程中存在奇点及梯形线的问题，提高 了起伏地形条件下极值点深度估算的精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种起伏地形下的位场全自动极值点深度估算方法，具体包括如下步骤：

步骤1，输入观测面的高程数据、重力观测值和观测点距，生成观测面的高程网格文件 和重力网格文件；

步骤2，利用频域率伪观测面法，构建重力三维半空间场；

步骤3，基于构建的重力三维半空间场，计算重力三维半空间场内各深度点重力值的垂 向导数，结合常数加入法，对重力三维半空间场进行反演，得到重力三维半空间场内各点处 的极值计算值，确定重力三维半空间场的极值点集；

步骤4，通过对重力三维半空间场极值点集内各点进行归一化处理，计算重力三维半空 间场内各点对应的归一化极值，得到重力三维半空间场归一化极值点集；

步骤5，利用重力三维半空间场归一化极值点集中的各极值点进行成像，绘制图件，并 根据成像结果分析重力三维半空间场的极值深度点；