航磁梯度異常的轉換與延拓方法研究

《航磁梯度異常的轉換與延拓方法研究》是依託昆明理工大學，由李海俠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：航磁梯度異常的轉換與延拓方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李海俠
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

航磁梯度測量是我國未來發展的一項重要技術，研究如何開發和利用梯度數據，發揮其優越性和進行梯度數據處理成為成為急待解決的問題。本課題研究在頻率域實現航磁異常和梯度三分量異常間的轉換，包括利用總場計算梯度分量，由梯度分量恢復總場以及梯度分量之間的轉換，擬採用移樣傅立葉變換，解決轉換因子存在奇點和奇點軸的問題，實現由任意梯度轉換總場和任意梯度間的轉換，為獲取不受日變影響的總場和實現各測量參量間的互查提供有效方法；分析計算梯度和測量梯度、轉換總場與測量總場的影響因素和差異，為測量梯度和轉換總場的有效套用提供依據。本課題第二個研究內容是擬將最近提出的延拓效果較好的插值－疊代法，移植到航磁梯度異常的延拓中，利用模型和實測資料檢驗方法有效性和存在的問題，針對問題提出改進方案，開發適用於梯度異常延拓的快速、準確、實用的方法。

結題摘要

航磁梯度測量是我國未來發展的一項重要技術，研究如何開發和利用梯度數據，發揮其優越性和進行梯度數據處理成為急待解決的問題。通過前期工作按照任務書的計畫完成了航磁梯度異常延拓、轉換的方法研究、模型試驗、編制了相應方法的軟體，並且利用實測數據對延拓和轉換方法進行了初步的驗證。取得的主要成果如下：（一）提出了基於偏移抽樣理論的頻率域航磁總場異常與梯度分量間的相互轉換方法，進行了模型試驗和實測資料檢驗。 引入移樣離散傅立葉變換，解決了轉換因子存在的奇點和奇點軸的問題。在頻率域實現了航磁總場異常和梯度分量，以及梯度分量之間的相互轉換。結合插值疊代法和頻率域轉換方法，實現了曲面上總場與梯度的快速轉換。利用長方體的組合模型的理論總場和梯度進行轉換試驗，平面轉換結果的平均相對誤差小於2%，轉換方法具有較高的計算精度。曲面轉換方法轉換結果的平均相對誤差小於6%。高於契約中場轉換的精度為10-15%的要求。轉換計算的速度非常快，對256×256個數據點轉換的時間約2s。 對計算梯度與測量梯度以及由梯度轉換總場的影響因素進行了分析 ，包括格線間距、場源深度、測量面起伏等因素的影響。 （二）開發了高精度的航磁梯度異常延拓方法—插值疊代法，進行了模型試驗和實測資料檢驗。 與總場相比梯度數據中含有更多的高頻成份，而且梯度數據本身數據較小，容易受誤差影響，在下延時精度較低。本課題將插值-疊代法移植到梯度異常的延拓中，對擴邊方法、疊代過程中校正值的選取、最佳疊代次數確定以及插值方法四個方面進行了改進，提高了方法的計算精度。研究了一種快速、準確、實用的航磁梯度異常的延拓方法，其功能包括平面向上、向下延拓和曲面延拓（包括曲化平、平化曲、曲化曲）。 利用長方體組合模型計算的理論總場和梯度數據進行了平面向上、向下延拓和曲面向上、向下延拓換算。結果表明，插值－疊代法用於梯度數據的延拓具有較好的效果，平面和曲面上延結果的平均相對誤差均小於1%，下延結果的平均相對誤差均小於4%。延拓的速度為500×500數據點向上延拓10-20s,向下延拓600-1000s。 延拓精度和速度高於任務書中提出的精度和速度指標。 （三）開發了“航磁梯度數據轉換與延拓處理”軟體，具體功能模組包括：數據預處理、梯度轉換和磁場延拓模組。 （四）發表相關論文9篇，其中中文核心6篇，EI論文3篇