專利名稱：基于起伏地形的三維模型單元重磁異?？焖偬幚矸椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種勘探地球物理學(xué)領(lǐng)域中、三維模型單元的重磁異?？焖偬幚矸?法。
背景技術(shù)：
勘探地球物理學(xué)也稱應(yīng)用地球物理學(xué)，其主要分支學(xué)科有重力勘探、磁法勘探、 電法勘探、地震勘探、地球物理測井和放射性勘探，其中重力勘探和磁法勘探簡稱重磁。
數(shù)據(jù)運算是勘探地球物理學(xué)中的一項重要工作。勘探地球物理學(xué)中的數(shù)據(jù)運算通 常分為正演和反演兩大類型。
正演，就是計算某種人為構(gòu)建的模型產(chǎn)生的場值，即事先根據(jù)物理和數(shù)學(xué)理論知 識，推算出模型所能產(chǎn)生的場值的理論數(shù)學(xué)公式，然后根據(jù)理論公式進(jìn)行計算。因而，正演 計算出來的值是理論上的值。
正演計算是針對特定的模型進(jìn)行的計算；不同形狀(產(chǎn)狀)的模型，會有不同的計 算過程和計算復(fù)雜度。
反演，是從由專業(yè)測量儀器在地表測量得到的觀測數(shù)據(jù)、通過一定的理論和算法、 去推測地下可能存在的地質(zhì)體(場源)的形狀和所在深度。
重磁中的反演計算通常需要基于正演計算來進(jìn)行。
重磁反演計算的算法通常有二維反演和三維反演，隨著重磁研究的深入，基于二 維的重磁反演已經(jīng)難以滿足全方位確定地質(zhì)構(gòu)造精細(xì)展布的高要求，因而重磁反演逐步發(fā) 展到三維反演。
重磁反演中，反演模型可歸納為兩類物性模型和形態(tài)模型。
物性模型，通常是將地下空間與觀測異常對應(yīng)的地質(zhì)場源區(qū)域離散化成離散單 元，通過反演方法確定各離散單元的物性，如密度或磁化率等，由物性的分布及變化確定場 源的實際分布情況。
針對于物性三維反演，通常都要將地下場源剖分成(離散化)規(guī)則的三維組合三維 模型單元，其中的任一三維模型單元簡稱三維單元，如圖2三維反演模型示意圖所示，三維 單元是一個長方體。
三維單元的正演計算是三維反演的一個基礎(chǔ)性工作。然而，面對眾多的三維單元， 如果采用通常的方法去計算，會令計算量特別巨大，從而使得計算時間成為一個天文數(shù)字， 導(dǎo)致實際問題無法解決。
以一個三維密度模型的正演公式說明剖分模型的正演情況，如圖2所示的組合三 維模型區(qū)域，由已知的理論公式可得，其中任一地質(zhì)體單元J·在觀測點/Yu^ ζ)的重力異 常為Agj(x,y,z) = Δg/XJ^Z) = Ο^ΣΣΣ -■
權(quán)利要求
1.一種基于起伏地形的三維模型單元重磁異常快速處理方法，其特征在于所述方法 包括下列步驟1)、地下場源三維模型單元剖分；2)、地形觀測點三維網(wǎng)格剖分；3)、計算并存儲三維模型單元的等效幾何格架；4 )、通過等效幾何格架計算地形觀測點上的重磁異常。
2.如權(quán)利要求1所述的基于起伏地形的三維模型單元重磁異?？焖偬幚矸椒?，其特征 在于，所述地下場源三維模型單元剖分為將地下場源的三維空間范圍區(qū)域進(jìn)行均勻剖分， 形成由眾多規(guī)則長方體三維模型單元組成的三維組合模型；一旦模型的剖分關(guān)系確定下 來，在整個計算過程中不再發(fā)生變化。
3.如權(quán)利要求1所述的基于起伏地形的三維模型單元重磁異?？焖偬幚矸椒?，其特征 在于，所述地形觀測點三維網(wǎng)格剖分為將起伏地形上的觀測點所在的三維空間進(jìn)行剖分， 形成三維網(wǎng)格，使得這個三維網(wǎng)格包含所有的觀測點。
4.如權(quán)利要求1所述的基于起伏地形的三維模型單元重磁異常快速處理方法，其特征 在于，所述計算并存儲三維模型單元的等效幾何格架為Agj(x,y,z) =σ JSj(XtytZ)；其中5·/石J^)與物性無關(guān)，只與幾何參數(shù)有關(guān)，稱為幾 何格架；為了計算整個地下三維空間場源在一個網(wǎng)格點處產(chǎn)生的重磁異常，需要計算每一個三 維模型單元在這個網(wǎng)格點處的幾何格架值；幾何格架計算上有3個等效關(guān)系平移等效性、互換對稱性和層間等效性；利用3個等效關(guān)系，計算3個維度的等效幾何格架值并存儲起來。
5.如權(quán)利要求1所述的基于起伏地形的三維模型單元重磁異?？焖偬幚矸椒?，其特征 在于，所述通過等效幾何格架計算地形觀測點上的重磁異常為通過三維模型單元在水平網(wǎng)格觀測面上的幾何格架值，利用插值方法近似計算起伏地 形上的觀測點的重磁異常。
6.如權(quán)利要求5所述的基于起伏地形的三維模型單元重磁異常快速處理方法，其特征 在于計算某一個觀測點上的重磁異常時，先定位尋找到該觀測點在垂直方向上、該觀測點 附近的2個網(wǎng)格點，計算出這2個網(wǎng)格點的重磁異常，然后線性插值計算它們的重磁異常， 作為該觀測點的重磁異常；起伏地形上所有觀測點的計算方法相同。全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于起伏地形的三維模型單元重磁異?？焖偬幚矸椒ǎㄏ铝胁襟E1)、地下場源三維模型單元剖分；2)、地形觀測點三維網(wǎng)格剖分；3)、計算并存儲三維模型單元的等效幾何格架；4)、通過等效幾何格架計算地形觀測點上的重磁異常。本發(fā)明是一種通過三維模型單元快速處理在起伏地形觀測點上產(chǎn)生的重磁異常的方法，該方法克服了傳統(tǒng)方法上的巨大計算量瓶頸問題，并且借助于三維單元在水平觀測面上重磁異常的等效計算，直接并快速地計算起伏地形上的重磁異常。
文檔編號G06T17/05GK102034271SQ20101061007
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者姚長利, 孟小紅, 張晨, 張聿文, 李淑玲, 鄭元滿 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)