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从重力学反问题的基本理论出发,根据处理不适定问题的Tikhonov正则化原理,应用泛函分析概念,从理论上对如何将重力学反问题这一泛定的不适定问题在某些特定约束下转化成具有适定性的定解问题进行讨论．分别推演及刻画出重力场源密度在具有最小位能、最小L2模、最小H1,2模及最小“梯度模”等限定下的性质及表示式．对各种约束及对应的场源特性的数学、物理意义及合理性进行了分析．为重力学反问题研究提供理论判据． 相似文献
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反问题中的最大熵方法 总被引：1，自引：0，他引：1
一、引言 1940年以前物理学家只对适定问题感兴趣。所谓适定问题是指问题的解存在、唯一,并且关于数据是稳定的。但是在对统计力学中却出现了不恰当的解释和处理。E. T. Jaynes(1957)指出统计力学问题应该看作一个不适定问题,它的解可用确定广义逆的信息论方法得出,这个见解在物理学的很多领域以及工程、医学、统计学、经济学和搜索理论中发展为处理不适定问题的普遍方法、投影重建图象是一个反问题,由于测量的不精确性,数据的不完备以及噪声等问题,而是不适定的。为了处理这些不适定问题,信息论提供了最大熵原理与最小交叉熵原理。 相似文献
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本文讨论地球物理中的某些反问题与不适定问题。其内容如下:场的延拓与偏微分方程的不适定Cauchy问题;不适定问题稳定性的性态;线性不适定问题的正则化算法。 相似文献
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本文讨论地球物理资料解释中三类典型的不适定问题,主要内容如下: 1.综述与三类典型不适定问题有关的问题及研究概况; 2.建立一个更接近物理实际的不适定问题的新提法; 3.给出三类典型不适定问题解的Hlder连续依赖性的估计式。 相似文献
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物理大地测量学与地球物理学结合中的有关问题评注 总被引：2，自引：0，他引：2
本文依据大地重力学反问题的有关研究，对重力场边界扰动量的本征含义进行分析，由此揭示出它们在逼近地球实际重力场源过程中所具有的物理意义及存在的不足。然后进一步论及正常场源的非物理性上，并对其解决途径进行了探讨，最后对大地得力学反问题研究中的物理核－－正交分解定理描述的场源量所具有的实际意义及其在地球物理反演中的具有的作用进行了分析和评注。 相似文献
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对重力学反问题研究中零外部位密度的数学性质及物理意义进行了系统研究和分析．首先从基本定义及条件的描述入手，推演出其数学表示和限制，由此揭示重力学反问题的非适定性形态，进而论及其与非零外部位密度之间的数学关系．由此证明对应于给定外部位的场源函数可以分解成零外部位密度与调和密度的直和．通过对其物理意义的讨论，为地球物理反演非零外部位场源及物理大地测量学构制等效场源提供理论依据． 相似文献
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论述了物理大地测量与地球物理中分别对应的正常重力场源的构成、物理与几何上的意义以及对两者之间的差别进行了论述 ,分析了同源性研究在物理大地测量与地球物理相互结合以及定量描述地球内部密度分布的过程中的重要意义 .给出了同源性分析可遵循的途径及其所应满足的条件与约束 .最后 ,以正常椭球的扁率变化率具有最小模为约束 ,应用PREM模型 （PreliminaryReferenceEarthModel）密度为大地测量中正常椭球赋值 ,其结果以正常椭球的内部扁率的多项式表达式给出 . 相似文献
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在波数域中用重力反演莫霍面深度时通常假定壳幔密度差为一常数,但这只是一种近似的密度模型,本文采用了密度随深度呈指数变化的变密度模型来反演莫霍面深度,给出了利用指数密度模型在波数域中计算重力异常的正演公式及界面深度的反演公式.利用指数密度模型及重力资料反演了青藏高原莫霍面的深度,分析了莫霍面的特征.结果表明,青藏高原莫霍面呈现出边缘浅、中部深的特点,边缘变化快、梯度大,中间变化梯度趋缓.中心地带的羌塘地体莫霍面深度达74 km,向四周慢慢变浅至67 km左右,边缘地区突然变浅至50km左右.通过常密度模型、变密度模型及地震反演得到的莫霍面的比较,证实变密度模型更适合于莫霍面结构的反演. 相似文献
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V字型密度界面是一类常见的密度界面,如海沟、半地堑以及俯冲带之下的莫霍面,利用重力数据刻画此类密度界面形态对于区域构造研究、油气勘探以及物理海洋学等都具有重要意义.本文首先建立了Lp-范数形式的模型约束函数,并利用正则化原理将其与重力数据误差函数和已知深度约束函数结合形成V字型密度界面反演的目标函数,推导了目标函数的梯度表达式,并以非线性共轭梯度法为核心给出了反演流程.二维简单模型试算结果表明p=5时该方法能准确地刻画V字型密度界面起伏特征,且亦能准确地应用于二维复杂密度界面和三维界面的反演.最后将反演方法应用于挑战者深渊及邻区的实际资料处理之中,利用研究区海底地形数据和沉积层厚度数据对自由空间重力异常逐层剥离而得到莫霍面引起的重力异常,用本文方法对此重力异常进行反演,结果呈现了板块俯冲作用引起的V字型莫霍面起伏特征. 相似文献
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地质体的重力建模是正确解释和应用重力资料的关键问题之一.针对非规则形状变密度的三度体,本文提出了基于3D Delaunay剖分算法的重力建模方法.采用3D Delaunay剖分算法将三维目标地质体分解为若干变密度四面体体元,推导了基于四面体体元的重力正演公式,建立了剩余密度值与重力异常值的线性方程组;以变密度的长方体和倾斜台阶组合体为例,比较分析了常规块体算法和3D Delaunay剖分算法应用于重力正演的有效性,并采用共轭梯度法加密度约束条件对非规则形状变密度的倾斜台阶组合体进行了密度反演.计算结果验证了本文方法的正确性和有效性.基于3D Delaunay剖分算法的重力建模可应用于存在褶皱、断层、裂缝等复杂地质体的重力正反演计算. 相似文献
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Constraints in 3D gravity inversion 总被引：5，自引：0，他引：5
A three-dimensional (3D) inversion program is developed to interpret gravity data using a selection of constraints. This selection includes minimum distance, flatness, smoothness and compactness constraints, which can be combined using a Lagrangian formulation. A multigrid technique is also implemented to resolve separately large and short gravity wavelengths. The subsurface in the survey area is divided into rectangular prismatic blocks and the problem is solved by calculating the model parameters, i.e. the densities of each block. Weights are given to each block depending on depth, a priori information on density and the density range allowed for the region under investigation. The present computer code is tested on modelled data for a dipping dike and multiple bodies. Results combining different constraints and a weight depending on depth are shown for the dipping dike. The advantages and behaviour of each method are compared in the 3D reconstruction. Recovery of geometry (depth, size) and density distribution of the original model is dependent on the set of constraints used. From experimentation, the best combination of constraints for multiple bodies seems to be flatness and a minimum volume for the multiple bodies. The inversion method is tested on real gravity data from the Rouyn-Noranda (Quebec) mining camp. The 3D inversion model for the first 10 km is in agreement with the known major lithological contacts at the surface; it enables the determination of the geometry of plutons and intrusive rocks at depth. 相似文献
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利用重力异常揭示地壳三维密度结构是重力资料地质解释的目标和任务,密度反演的好坏至关重要.本文对华北克拉通进行了重力异常多尺度密度反演研究,首先利用小波变换对重力异常进行多尺度分解,接着利用功率谱分析方法估算各层场源的平均深度,然后利用广义密度反演方法进行各层密度反演,对华北地区进行了多层密度反演,得到其密度结构,并进行地质解释和油气藏分析.结果显示了重力场多尺度密度反演方法的有效性,对华北地区密度结构的地质含义进行了初步分析,位于造山带中的低密度异常主要反映沿造山带展布的花岗岩体.对比华北东部区浅层密度扰动与油气坳陷位置,发现油气坳陷都表现为低幅度的低密度异常区.说明利用小波多尺度反演提取的密度信息对油气勘探的部署有一定指导意义. 相似文献
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三维重力反演是地质工作者了解地球深部构造,认知地下结构的重要手段.按照反演单元划分,三维重力反演有离散多面体(Discrete)反演和网格节点(Voxels)反演两种方式.离散多面体反演由于易于吸收先验地质信息得到的理论场能够很好地拟合观测场,因此,在实际重力反演中更受欢迎.目前离散多面体重力反演中初始模型的建立方法繁杂不一,实际应用受到很大的限制.本文本着充分挖掘利用先验信息和重力观测数据得到丰富可靠的反演结果这一原则,以离散多面体反演技术为基础,改进建模过程.在初始模型的建立中,吸收贝叶斯算法优势,采用隐马尔科夫链改善朴素贝叶斯方法的分类效果,通过最大似然函数算法求解,再采取模型降阶技术,固定所建模型中几何体的形态或密度,达到在几何体形态(x,y,z)、密度(σ)和重力值(g)五个参数中降低维数目的,从而减小高维不确定性和正演的计算量,由此反演计算的地质体密度和分布范围相对更准确,更利于重现重力模型结构.通过单位球体和任意形态几何体模拟实验,以及安徽省泥河矿区三维重力反演实践,得到非常接近实际的密度或重力值,大幅提高了三维重力反演的精度和效率,说明该方法是有效、实用的. 相似文献
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针对重力异常反演的现状,采用矩形单元体网格剖分的二度半体组合模型,模拟任意的多层密度界面或形体,实现了重力正演.该建模方法适应性强,适合于实际工作中常见的密度横向变化的复杂模型.使用改进的全局寻优的快速模拟退火算法,对重力异常进行反演,结合这种灵活的密度建模方法,反演过程中只需要反演各矩形单元体的密度参数,即可同时得到地质体的界面或形态以及密度值分布.通过复杂界面和形体的模型试验,证明了方法的效果.在江苏下扬子地质构造复杂区的实际应用说明,在地震等先验信息约束下,该重力反演方法提高了反演精度并减少了多解性,可有效解决古生界泥盆系-志留系目的层分布等地质问题. 相似文献