基于遗传算法的重力异常三维约束反演

发布时间：2017-04-08 11:20

  本文关键词：基于遗传算法的重力异常三维约束反演，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着当今地球物理方法的不断发展,重力勘探作为矿产勘探中的重要方法有其不可替代的地位和价值。而物性反演则是重力资料解释中的重点和难点。反演技术的关键在于充分利用约束条件和先验地质信息尽量避免多解性。目前,遗传算法在地球物理反演中的应用主要见于地震波场和电磁场反演方面,而在重力位场反问题中的应用较少。注意到与传统的最优化方法相比较,具有全局收敛、搜索效率高、不计算目标函数偏导数以及隐含并行计算等优点,这些将会在重力反演中发挥作用。所以本文重点研究了重力异常三维约束反演,在反演技术中引入了遗传算法和多种约束手段,对比了不同模型下约束反演的理论效果,并通过处理实际资料验证了约束反演的良好效果。首先在研究了重力场基本理论的基础上,重点推导了立方体场源的重力异常计算方法,得到了立方体重力异常正演公式,编写C语言程序实现正演计算。并且深入研究了如何优化多立方体正演计算速度,为反演打下基础。其次研究了遗传算法和Levenberg-Marquardt最小二乘法。编写了两种算法的MATLAB程序,构建了目标函数并对地下空间进行了合理的网格划分。并将深度加权引入到目标函数中,克服了核函数的趋肤效应。最后加入了正定约束和参数上下限约束,使得反演结果更加符合地球物理场定律。再次分别设计了单一立方体模型、双立方体模型等多个理论模型,运用了遗传算法对各模型进行反演,并加入光滑约束、深度加权、正定约束、参数约束。对比分析了有无约束时的反演效果,肯定了约束效果。最后将该反演方法用于实际重力探勘资料的处理,验证该方法的有效性。
【关键词】：重力约束反演 遗传算法 L-M算法 深度约束
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-11
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 研究思路及主要内容9-11
• 1.3.1 研究思路9-10
• 1.3.2 论文安排10-11
• 第2章 重力异常正演理论基础11-19
• 2.1 重力场基本公式11-13
• 2.1.1 重力位11-13
• 2.1.2 重力异常13
• 2.2 立方体场源重力异常正演公式13-16
• 2.3 优化多立方体场源重力正演方法16-19
• 第3章 重力异常三维约束反演理论基础19-36
• 3.1 重力异常反演概论19-22
• 3.1.1 重力异常反演概念19
• 3.1.2 三维约束反演思路19-21
• 3.1.3 反演多解性21-22
• 3.2 重力异常约束反演原理22-36
• 3.2.1 目标函数22-23
• 3.2.2 遗传算法23-25
• 3.2.3 L-M最小二乘法25-27
• 3.2.4 深度约束27-32
• 3.2.5 正定约束32
• 3.2.6 光滑约束32-33
• 3.2.7 参数上下限约束33-36
• 第4章 模型实验及成果分析36-64
• 4.1 模型一36-43
• 4.1.1 建立模型36-38
• 4.1.2 理论重力异常数据反演38-40
• 4.1.3 抗噪实验40-42
• 4.1.4 小结42-43
• 4.2 模型二43-50
• 4.2.1 建立模型43-45
• 4.2.2 理论重力异常数据反演45-47
• 4.2.3 抗噪实验47-49
• 4.2.4 小结49-50
• 4.3 模型三50-57
• 4.3.1 模型建立50-52
• 4.3.2 理论重力异常数据反演52-54
• 4.3.3 抗噪实验54-56
• 4.3.4 小结56-57
• 4.4 模型四57-64
• 4.4.1 模型建立57-59
• 4.4.2 理论重力异常数据反演59-61
• 4.4.3 抗噪实验61-63
• 4.4.4 小结63-64
• 第5章 实例分析64-75
• 5.1 工区一64-69
• 5.1.1 工区概况64-67
• 5.1.2 重力异常约束反演67-69
• 5.2 工区二69-75
• 5.2.1 工区概况69-72
• 5.2.2 重力异常约束反演72-75
• 结论75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79
• 攻读学位期间取得学术成果79

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