[发明专利]重力约束下断裂面形态的贝叶斯推断方法

说明书

本发明提供了一种重力约束下断裂面形态的贝叶斯推断方法，包括：步骤1，将目标断裂面所属的三维地质空间进行离散化表示；步骤2，根据给定地质先验信息的先验函数计算目标断裂面的先验概率；步骤3，根据给定物性分布计算目标断裂面的地球物理正演值。本发明基于贝叶斯模型结合重力和地质先验信息推断断裂面形态，利用马尔科夫蒙特卡洛算法推断断裂面形态后验概率分布，结合信息熵算法可视化断裂面深部形态的不确定性空间分布，有效缓解单纯依赖地球物理反演或地质推断导致的深部形态不确定性，提升断裂面深部三维结构重建的准确性和有效性。

技术领域

本发明涉及三维地质建模技术领域，特别涉及一种重力约束下断裂面形态的贝叶斯推断方法。

背景技术

在矿产资源三维定量预测工作中，经常会涉及到研究区深部成矿部位数据稀少的问题。在有地质勘探工程支持的地区，可以获得一些高可靠钻孔数据和地质剖面数据，以进行近地表和浅部的结构推断，然而在深部区域勘探数据较少，且误差较大。这种误差较大的数据可能会对建模精度造成严重影响。传统基于地球物理反演的成矿预测多解性一直存在，也使得结果的真实性和有效性受到限制。

发明内容

本发明提供了一种重力约束下断裂面形态的贝叶斯推断方法，其目的是为了解决传统基于地球物理反演的成矿预测的多解性一直存在，导致预测结果的真实性和有效性受到限制的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种重力约束下断裂面形态的贝叶斯推断方法，包括：

步骤1，将目标断裂面所属的三维地质空间进行离散化表示；

步骤2，根据给定地质先验信息的先验函数计算目标断裂面的先验概率；

步骤3，根据给定物性分布计算目标断裂面的地球物理正演值；

步骤4，根据计算出的目标断裂面的地球物理正演值和给定地球物理观测数据集合计算目标断裂面的实测地球物理数据的概率密度分布；

步骤5，根据计算出的目标断裂面的实测地球物理数据的概率密度分布和给定目标断裂面形态下的物性分布差异计算目标断裂面的似然函数；

步骤6，根据计算出的目标断裂面的先验概率和计算出的目标断裂面的似然函数构建贝叶斯模型并计算贝叶斯模型下的目标断裂面的后验概率；

步骤7，对目标断裂面的轮廓线上的关键点进行提取，建立以各关键点为结点，关键点间空间临近度为边的图结构；在图结构和扰动幅度符合高斯分布的约束下对关键点进行随机扰动，对扰动后的关键点重构目标断裂面轮廓线以生成扰动断裂面模型；

步骤8，计算扰动后目标断裂面的后验概率，根据前一个目标断裂面的后验概率和当前扰动后目标断裂面的后验概率构建马尔科夫蒙特卡洛算法接受率，根据马尔科夫蒙特卡洛算法接受率判断是否接受对当前扰动断裂面模型的采样；

步骤9，重复执行步骤7和步骤8，直到得到目标采样数量的扰动断裂面模型时停止，获得多个对目标断裂面形态的采样，实现对目标断裂面形态的贝叶斯推断；

步骤10，获得多个扰动断裂面模型后利用信息熵算法对目标断裂面进行不确定性的可视化分析。

其中，所述步骤1具体包括：

对目标断裂面所属的三维地质空间进行离散化表示，将目标断裂面所属的三维地质空间分割为多个立体单元，在目标断裂面所属的三维地质空间中，利用隐函数对目标断裂面形态进行表达，使得目标断裂面所属的三维地质空间中任意一点c，满足采用隐函数建立每个立体单元中心点c＝(x,y,z)相对于目标断裂面F的位置关系，如下所示：

其中，所述步骤2具体包括：

根据给定地质先验信息的先验函数计算目标断裂面的先验概率，如下所示：