本發(fā)明涉及地球物理數(shù)據(jù)處理與反演，特別涉及一種融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，適用于地下多物理屬性（如電阻率、磁化率）的聯(lián)合成像與異常體識別。
背景技術：
1、大地電磁測深與磁法勘探是兩種重要的地球物理勘探方法，分別對地下介質的電阻率與磁性特征敏感。然而，基于單一方法的反演通常存在多解性強、分辨率有限等問題。聯(lián)合反演技術能夠綜合利用兩種數(shù)據(jù)源的互補信息，有效降低反演的多解性，從而提高對地下結構成像的可靠性。盡管如此，聯(lián)合反演仍面臨兩大核心挑戰(zhàn)：一是如何有效耦合不同物性參數(shù)之間的內在關系；二是如何在先驗信息缺失的情況下實現(xiàn)反演過程的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的物性耦合聯(lián)合反演方法通常需要預設物性間的經(jīng)驗關系或聚類中心作為先驗約束，這種對先驗信息的強依賴在勘探程度較低、已知信息匱乏的區(qū)域難以適用。此外，對異常區(qū)域的準確識別直接決定著最終反演結果的可靠性。因此，迫切需要一種能夠自適應提取先驗信息、并動態(tài)優(yōu)化反演過程的高效二維聯(lián)合反演方法。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，以解決現(xiàn)有聯(lián)合反演技術對先驗信息依賴性強、在信息缺失條件下應用泛化能力弱的問題，同時實現(xiàn)高效、高精度的二維反演。
2、融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，如圖1所示，包括以下步驟：
3、步驟一：輸入大地電磁觀測數(shù)據(jù)與磁法觀測數(shù)據(jù)，并設定初始的二維電阻率模型與磁化率模型；
4、步驟二：構建基于巖石物理約束的大地電磁和磁法數(shù)據(jù)聯(lián)合反演目標函數(shù)，所述目標函數(shù)包含大地電磁數(shù)據(jù)擬合項、磁法數(shù)據(jù)擬合項、模型平滑約束項以及基于聚類信息約束的巖石物理耦合項；
5、步驟三：采用高斯-牛頓法對所述聯(lián)合反演目標函數(shù)進行求解，獲得當前迭代的電阻率和磁化率模型更新量，進而得到當前迭代大地電磁和磁法聯(lián)合反演結果；
6、步驟四：在每次聯(lián)合反演迭代后，執(zhí)行自適應動態(tài)先驗信息提取步驟，從當前迭代聯(lián)合反演結果中采用基于多特征融合與一致性篩選的自適應動態(tài)先驗信息提取技術，自動提取電阻率和磁化率模型中的聚類中心和個數(shù)，作為下一次迭代的巖石物理先驗信息；
7、步驟五：將提取的聚類中心和聚類個數(shù)先驗信息代入下一次聯(lián)合反演迭代的目標函數(shù)中，實現(xiàn)先驗巖石物理信息的動態(tài)閉環(huán)反饋與更新；
8、步驟六：根據(jù)當前聯(lián)合反演電阻率和磁化率模型的數(shù)據(jù)擬合差判斷是否達到預設的收斂標準，若未達到，則重復上述步驟三、步驟四和步驟五直至滿足擬合差要求或達到最大迭代次數(shù)。
9、所述的步驟四中，自適應動態(tài)先驗信息提取步驟包括：
10、s1：基于步驟三所得的反演模型，通過多特征加權融合計算每個網(wǎng)格單元的綜合異常分數(shù)，并采用多組權重組合以增強識別的魯棒性；
11、s2：利用肘部法則自適應確定最佳聚類數(shù)，并對異常分數(shù)集進行k-means聚類；
12、s3：整合多權重組合下的聚類結果，計算各網(wǎng)格單元的一致性分數(shù)，據(jù)此篩選出高置信度的異常區(qū)域；
13、s4：對高一致性區(qū)域再次進行聚類，提取各異常體質心，將其作為屬性參數(shù)空間的先驗聚類中心；
14、s5：同時，迭代更新背景統(tǒng)計量，包括均值和標準差，用于下一輪迭代中的異常性度量。
15、所述的s1中，綜合異常分數(shù)的計算融合了空間異常性與屬性異常性：
16、s1.1：空間異常性通過網(wǎng)格單元到模型空間中心的歸一化歐氏距離度量，計算公式為：
17、??????（1）
18、其中，為網(wǎng)格單元的空間異常性分數(shù)，為網(wǎng)格單元坐標，為模型空間中心坐標，為模型網(wǎng)格的總行數(shù)，為模型網(wǎng)格的總列數(shù)；
19、s1.2：屬性異常性通過標準分數(shù)（z-score）的絕對值度量物性參數(shù)值偏離全局平均水平的程度，計算公式為：
20、??????（2）
21、其中，為網(wǎng)格單元的屬性異常性分數(shù)，為該網(wǎng)格單元的屬性參數(shù)值（如電阻率、磁化率），和分別為整個模型參數(shù)的均值和標準差；
22、s1.3：綜合異常分數(shù)通過調整權重系數(shù)和生成，計算公式為：
23、?????（3）
24、其中，為網(wǎng)格單元的綜合異常分數(shù)，為空間異常性，為屬性異常性，為空間異常性的權重系數(shù)，為屬性異常性的權重系數(shù)，滿足，通過設置多組權重組合，得到多個異常分數(shù)集。
25、所述的s5中，迭代更新背景統(tǒng)計量包括以下步驟：
26、s5.1：初始化：使用全局模型的均值和標準差作為背景統(tǒng)計量的初始值；
27、s5.2：基于當前背景統(tǒng)計量，計算綜合異常分數(shù)并采用多權重組合的一致性投票策略，識別高置信度異常區(qū)域；
28、s5.3：將未被識別為異常的區(qū)域作為當前背景，重新計算背景均值和標準差；
29、s5.4：判斷背景均值或標準差的相對變化是否小于預設收斂閾值，若是，則停止迭代；否則以新的背景統(tǒng)計量繼續(xù)迭代；
30、s5.5：迭代過程中自適應調整一致性閾值，逐步剔除異常體對背景估計的干擾。
31、所述的聯(lián)合反演目標函數(shù)表示為：
32、?（4）
33、其中，為聯(lián)合反演目標函數(shù)值，為電阻率模型參數(shù)向量，為磁化率模型參數(shù)向量，為包含第個地質單元的電阻率和磁化率向量，為大地電磁或磁法觀測數(shù)據(jù)的權重矩陣，為大地電磁或磁法觀測數(shù)據(jù)向量，為正演算子，為正則化參數(shù)，為反演模型的平滑矩陣，為反演的參考模型，為巖石物理耦合項的總正則化參數(shù)，為模型網(wǎng)格單元的總個數(shù)，為聚類個數(shù)，為模糊隸屬度矩陣元素，表示第個網(wǎng)格單元的電阻率和磁化率模型參數(shù)構成的向量，為第個聚類的先驗約束權重，向量包含第個先驗聚類中心的電阻率和磁化率向量。
34、所述的步驟三中，采用高斯-牛頓法求解目標函數(shù)時，模型更新量通過下式計算：
35、??（5）
36、其中，為第次迭代的電阻率或磁化率模型更新量，為大地電磁或磁法模型的雅可比矩陣，為大地電磁或磁法觀測數(shù)據(jù)的權重矩陣，為第次迭代時的正則化參數(shù)，為反演模型的平滑矩陣，為第次迭代時的巖石物理耦合項總正則化參數(shù)，為聚類個數(shù)，為第次迭代時所有網(wǎng)格單元對第個聚類的隸屬度構成的向量，為大地電磁或磁法觀測數(shù)據(jù)向量，為第次迭代模型的正演算子，為第次迭代得到的反演模型參數(shù)向量，為反演的參考模型。
37、本發(fā)明的有益效果：
38、1、本發(fā)明提出的自適應動態(tài)先驗提取技術，能夠在反演過程中自動從當前模型迭代結果中提取屬性聚類中心，無需依賴外部預設的先驗信息，顯著提升了該方法在勘探信息缺失地區(qū)的應用泛化能力。
39、2、本發(fā)明通過多特征加權融合與一致性篩選策略，提高了對異常區(qū)域識別的魯棒性與準確性。背景統(tǒng)計量的迭代優(yōu)化機制有效消除了異常體對背景場估計的污染，使得提取的先驗信息更為可靠。
1.融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，其特征在于：所述的步驟四中，自適應動態(tài)先驗信息提取步驟包括：
3.根據(jù)權利要求2所述的融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，其特征在于：所述的s1中，綜合異常分數(shù)的計算融合了空間異常性與屬性異常性：
4.根據(jù)權利要求2所述的融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，其特征在于：
5.根據(jù)權利要求1所述的融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，其特征在于：
6.根據(jù)權利要求1所述的融合自適應動態(tài)先驗信息的大地電磁與磁法聯(lián)合反演方法，其特征在于：所述的步驟三中，采用高斯-牛頓法求解目標函數(shù)時，模型更新量通過下式計算：