本發明屬于磁法勘探領域,具體涉及基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法及系統。
背景技術:
1、磁法勘探具有經濟成本低、探測范圍大、運轉周期短及應用效果好的特點,是礦產勘查的重要手段。由于地下地質構造、巖體及與鐵磁性物質有關的礦體均可以在地上產生磁異常,通過合適的處理手段獲取磁源信息,可推斷并揭示地下結構與礦體分布。其中磁源參數自動化估計是磁法數據處理與解釋的最常用工具之一,能夠快速地估算場源深度及評價場源形狀,為場源圈定與構造劃分等提供重要依據。目前,場源參數估算主要有tilt-depth、解析信號、歐拉反褶積等快速反演方法。tilt-depth法是通過二度臺階模型垂直磁化磁異常的tilt梯度±45°距離的一半來估算場源上頂深度,但方法使用了特殊模型,且需要化極處理,限制了方法的實用性。改進tilt-depth法來估計磁源的上頂與下底深度,并采用多特征點聯合計算來提高反演解的可靠性,但仍需要化極處理。解析信號法是利用解析信號與場源深度及構造指數關系構建不同的求解方案得到磁源參數值。然而,受磁化方向影響,這類方法難以精準地估計出三維斜磁化磁源參數。歐拉反褶積法是建立在euler齊次方程基礎上,利用滑動窗口內位場及其導數求解場源參數的一種方法,方法起初需要已知或試算構造指數,且易受噪聲干擾、疊加異常及磁化方向等因素影響,限制了方法的實用性。
2、為了克服這些缺陷,學者們陸續提出了許多新算法:張量歐拉反褶積法、解析信號與方向解析信號歐拉反褶積法、an-eul法、tilt-euler法與方向tilt-eule法、張量局部波數歐拉反褶積法、theta-depth法、不同高度聯合歐拉反褶積法、迭代歐拉法、比值歐拉法及線性背景場下的歐拉反褶積法,這些方法均在歐拉解的聚集度、連續性或準確度方面做出了一定貢獻。然而,受噪聲干擾與異常疊加的影響,歐拉反褶積存在較多虛假解,或通過篩選后的歐拉解連續性較差,或是場源深度及構造指數反演解較分散,導致反演解虛假或分散,在實際勘探中難以可靠識別磁源邊界和深度,降低了礦產勘查的效率和準確性,制約了歐拉反褶積在磁法勘探中的實用性。
技術實現思路
1、為了解決現有磁法勘探中歐拉反褶積實用性低的問題,本發明提供了基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法及系統。
2、為了實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
3、基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,包括:
4、采集待勘探區域的航磁數據;
5、通過預先構建的混合方向tilt-euler方程組對航磁數據進行反演計算,得到初始歐拉解,其中,混合方向tilt-euler方程組通過三維歐拉反褶積方程垂向積分并二階混合偏導數處理后,結合混合方向tilt梯度導數變換確定;
6、基于混合方向tilt梯度導數對應的混合方向tilt梯度總水平導數對初始歐拉解篩選確定最終反演解;對最終反演解進行方向合并,得到待勘探區域的磁源參數預測結果。
7、可選的,本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,還包括:
8、基于總磁異常強度數據構建多個方向的二階混合導數三維歐拉反褶積方程;
9、根據多個方向的二階混合導數三維歐拉反褶積方程分別與混合方向tilt梯度導數進行代數變換,得到混合方向tilt-euler方程。
10、可選的,本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,還包括:
11、根據總磁異常強度數據構建三維歐拉反褶積方程;
12、對三維歐拉反褶積方程進行垂向積分,得到偽磁位形式的歐拉方程;
13、分別對偽磁位求多個方向的二階混合偏導數,得到多個方向的二階混合導數三維歐拉反褶積方程。
14、可選的,本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,還包括:
15、對偽磁位進行二階混合偏導數計算,得到偽磁梯度張量;
16、對偽磁梯度張量進行混合方向tilt梯度計算,得到多個方向的tilt梯度值;
17、對多個方向的tilt梯度值進行導數計算,得到混合方向tilt梯度導數;對混合方向tilt梯度導數進行總水平導數計算,得到混合方向tilt梯度總水平導數。
18、可選的,初始歐拉解包括待勘探區域的磁源位置坐標候選項,本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,還包括:
19、將航磁數據分別帶入多個方向的tilt-euler方程組中,得到多個方向的場源參數解分布;
20、根據各方向的場源參數解分布確定待勘探區域的磁源位置坐標候選項。
21、可選的,本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,還包括:
22、由落入預先設置的計算窗口中的磁源位置坐標候選項確定初步篩選后的歐拉解;
23、計算混合方向tilt梯度總水平導數的極大值與磁源位置坐標候選項的差值;
24、由差值小于預設的差值閾值的初步篩選后的歐拉解確定最終反演解。
25、可選的,磁源參數預測結果包括磁源位置坐標和磁源構造指數,本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法,還包括:
26、將最終反演解的磁源位置坐標候選項作為磁源位置坐標,由磁源位置坐標分別計算多個方向的構造指數;
27、將多個方向的構造指數合并得到磁源構造指數。
28、本發明還提供基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演系統,包括:
29、數據采集模塊,用于采集待勘探區域的航磁數據;
30、初始解反演模塊,用于通過預先構建的混合方向tilt-euler方程組對航磁數據進行反演計算,得到初始歐拉解,其中,混合方向tilt-euler方程組通過三維歐拉反褶積方程垂向積分并二階混合偏導數處理后,結合混合方向tilt梯度導數變換確定;
31、磁源參數確定模塊,用于基于混合方向tilt梯度導數對應的混合方向tilt梯度總水平導數對初始歐拉解篩選確定最終反演解;對最終反演解進行方向合并,得到待勘探區域的磁源參數預測結果。
32、本發明還提供一種計算機設備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序,處理器執行計算機程序以實現基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法中任一項的步驟。
33、本發明還提供一種計算機可讀存儲介質,存儲介質上存儲有計算機程序,該計算機程序被處理器加載時,能夠執行基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法中任一項的步驟。
34、本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法具有以下有益效果:
35、由于本發明提供的基于混合方向斜導數歐拉法的磁源參數反演方法采用預先構建的混合方向tilt-euler方程組對航磁數據進行反演計算,該方程組通過三維歐拉反褶積方程垂向積分和二階混合偏導數處理后結合混合方向tilt梯度導數變換確定,不僅避免了重復推導,還增強了方程組的通用性和穩定性,從而在反演初始階段就減少了因磁化方向不確定引入的誤差。并且,基于混合方向tilt梯度導數對應的混合方向tilt梯度總水平導數對初始歐拉解進行篩選,精準識別磁源邊界,有效剔除遠離極大值的虛假解,顯著提升了解的可信度和聚集度,在復雜磁異常環境下,高可信度、高聚集度的反演解能夠更精確地圈定磁性體邊界和深度,增強磁法勘探數據解釋的可靠性,為礦產勘查和構造劃分提供更高效、穩定的技術支撐。