[发明专利]一种自适应的震源区重力密度变化实时反演计算方法

说明书

本发明提供了一种自适应的震源区重力密度变化实时反演计算方法，通过在震源区野外实时观测到的重力动态变化结果数据，自动、实时的反演震源区重力密度变化分布特征，得到初步的密度反演结果；根据结果修正或补充测量点位，较好的得到重力密度结构分布，实现了野外数据标准化、重力数据自动化改正处理和自适应的重力密度反演的功能。本发明提高了重力观测数据的处理效率，在野外边观测边动态反演，实时了解地下结构变化；本发明采用了高度集成的数据处理方法，使重力数据处理从分散、独立变为统一化；本发明自动分片提取需要的海量地形数据参与计算，计算过程不需要人工干预，降低了开发和维护成本。

技术领域

本发明属于重力密度反演技术领域，具体涉及一种自适应的震源区重力密度变化实时反演计算方法。

背景技术

地震孕育、发生以及发展历程，是现阶段地球物理学科当中一个重要的研究领域。而地震的孕育、发生和发展的整个过程和地球内部构造有着极为密切且重要的联系。研究地壳密度结构是了解地球内部构造的有效方法之一。通过研究地壳密度结构，可探索研究地下岩体物质的密度分布或异常岩体的空间位置、大小、形状以及断裂构造等地震发生的主要构造环境。

重力反演是获取地壳密度结构较为有效的方法之一。重力反演是以地壳中不同的密度体之间的密度差为物性基础，通过重力异常的变化来研究地下空间的地址构造特征及其变化，主要用于地球深部结构的探测，区域地质构造单元的划分，沉积盆地圈定以及油气资源勘查等领域。

通常，密度变化反演需要野外采集完数据后，经过室内处理，得到改正后的重力变化结果，再根据具体区域设置参数，采用相关反演算法进行反演，得到密度分布结果。这种传统的处理方式不便于在野外实时优化观测网络，如果在某些重要区域观测数据不够，也没法弥补。

重力观测可实时获得观测结果，GPS观测采用RTK定位技术，与固定基站进行联合解算，实时得到高精度定位坐标。但这些观测结果需要进行一系列自动化改正处理才能得到后续密度结构反演需要的布格重力异常数据。目前重力数据处理商业软件需要人工进行操作设置参数、准备相应的数据，按照规定流程进行处理，还无法完成数据的自动处理。

重力密度反演由于反演结果的固有的多解性，也没有能够自动化进行密度反演的相关技术，基本上都需要人工设置参数，根据初步的反演结果进行重新调整多次迭代，并结合当地地质信息予以取舍。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种自适应的震源区重力密度变化实时反演计算方法，用于实现野外数据标准化、重力数据自动化改正处理和自适应的重力密度反演。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种自适应的震源区重力密度变化实时反演计算方法，包括以下步骤：

S1：建立地形数据库和重力场数据库；

S2：调用读取函数读取并拼接数据库中的数据，生成地形数据文件；

S3：根据地形数据和重力场数据进行重力改正，计算重力异常场；

S4：根据重力异常场进行密度结构反演，具体步骤为：

S41：将地下块体进行3D网格划分为m个棱柱体单元，得到初始的空间密度分布M0；

S42：选择第k个棱柱体单元填充密度差值，根据重力异常场设置密度差范围，通过反演得到由k个棱柱体单元组成的异常体模型的空间密度分布Mk；

S43：根据观测点的重力影响正演得到观测异常；

S44：根据重力异常场设置密度差范围，通过重力异常场和观测异常反演得到异常体模型的空间密度分布M(k+1)；