功率谱估计场源深度方法研究

论文摘要

径向平均对数功率谱估计场源深度,无需先验信息,能够快速、概略地给出场源深度,在重磁资料处理尤其是航磁资料处理中已经得到广泛应用。该方法基于垂直矩形棱柱体的频谱正演表达式,采用数理统计的方法建立了功率谱与场源深度之间的关系,是一种频率域反演方法。功率谱表达式由顶深因子、延深因子、水平尺度因子等构成。本文首先通过控制变量的方式研究了各因子对功率谱的影响,结果表明水平尺度因子固有衰减需要修正。针对这一问题,通过分析总结大量模型深度估计的结果,给出了水平尺度因子的修正方法,提出了两种实用修正策略。然后,针对实际应用中不同的观测条件,通过模型实验分析了化极、窗口大小、采样间隔、场源偏离窗口中心等因素对功率谱估计场源深度的影响,总结了计算参数的选取原则。复杂模型试算与实际应用结果均表明,在合理选择计算参数的基础上,采用水平尺度因子修正方法可以获得较好的深度估计效果。功率谱方法的另一个重要应用是反演居里面深度。本文总结了前人居里面研究工作,在既有居里面深度资料的基础上,建立了多棱柱体组合区域型场源模型进行试算。通过大量变顶深、变延深区域型场源模型实验,总结了居里面深度估计中频段选择、窗口大小等参数的选取原则。模型试算结果表明,在所给模型参数范围内,功率谱方法能够取得较好的深度估计效果。实际应用中大区域坐标投影时面积、长度变形较大,严重影响了滑动窗口深度估计的精度。针对这一问题,本文基于UTM投影提出一种“分带滑动”的方法。在理论分析及模型实验研究的基础上,应用“分带滑动”方法,对西太平洋区域EMAG2磁异常数据进行居里面深度估计,获得了该区域居里面深度等值线图。反演结果与西太平洋地质构造情况及热流图具有较好的相关性,具有一定的应用价值。

论文目录

摘要

abstract

1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本研究主要工作

2 功率谱估计场源深度原理

2.1 垂直矩形棱柱体模型

2.2 功率谱经典统计理论

2.3 功率谱影响因子分析

2.3.1 顶深因子分析

2.3.2 延深因子分析及底深估计方法

2.3.3 水平尺度因子分析

3 独立场源功率谱深度估计

3.1 功率谱深度估计的方法实现

3.1.1 二维离散傅里叶变换

3.1.2 基于Matlab及 GUI的功率谱方法实现

3.2 水平尺度因子修正

3.2.1 水平尺度因子修正方法

3.2.2 独立场源深度估计实用策略

3.3 实际观测条件对深度估计的影响

3.3.1 化极对深度估计的影响

3.3.2 原始数据窗口大小对深度估计的影响

3.3.3 原始数据采样间隔对深度估计的影响

3.3.4 场源偏离窗口中心对深度估计的影响

3.4 复杂场源模型试算

3.4.1 向斜模型深度估计

3.4.2 单斜模型深度估计

3.5 独立场源深度估计应用实例

4 区域型场源功率谱深度估计

4.1 居里面深度估计理论

4.2 区域型场源模型参数的选择

4.3 区域型场源模型试算

4.3.1 模型边长及观测窗口设置实验

4.3.2 不同顶深区域型场源模型深度估计

4.3.3 不同延深区域型场源模型深度估计

4.3.4 区域型场源功率谱深度估计总结

4.4 居里面深度估计应用实例

4.4.1 西太平洋区域概况

4.4.2 西太平洋区域居里面深度估计

5 结论与建议

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 薛峰

导师: 张聿文,万志超

关键词: 功率谱,深度估计,水平尺度因子,居里面

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: “海洋地质多元数据融合处理与共享产品开发”项目

分类号: P631.222

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000728

总页数: 74

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