水深反演方法、装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水深反演方法、装置和计算机可读存储介质。所述水深反演方法包括：确定预设的当前密度差；基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，所述重力异常公式指示重力异常包括长波参考场部分和短波残差场部分，所述短波残差场部分包括密度差参数；利用所述目标函数，确定所述当前水深模型，以便获得多个水深模型，其中在所述当前水深模型中，所述当前密度差作为所述密度差参数；基于所述多个水深模型，确定最优水深模型。本发明专利技术实施例的水深反演方法和装置基于研究区进行，构建目标函数，从多个水深模型中确定最优水深模型，提高了水深反演的可信度，改善了反演效果，从而节省了勘探成本，降低了勘探风险。

Water depth inversion method, device and computer readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
水深反演方法、装置和计算机可读存储介质
本专利技术属于地球物理勘探
，尤其涉及一种水深反演方法、装置和计算机可读存储介质。
技术介绍
海底地形是海洋地学研究中的重要内容之一，是海洋工程、海洋资源开发和海上划界等的参考资料。高精度、高分辨率的海底地形信息对海洋科学多个学科的研究具有重要意义。随着卫星观测技术的不断发展，利用卫星资料反演海底地形信息，探测海底地质构造，已成为可能。相比于传统的船载测深技术，卫星观测不受地域、气候、海况的影响，可以实现全球覆盖。特别是针对缺乏船载实测资料的地区，卫星反演水深可作为重要的技术补充，解决信息有无的难题。基于卫星数据的海底地形反演大体可分为两类。一类是基于遥感影像的反演方法，另一类是基于卫星测高重力场数据的反演方法，卫星上装载雷达测高仪，不断向地球发射脉冲并接受回波，对回波数据进行处理后可结算出海面高度，从而获得重力场信息，而空间重力异常与海底地形在一定波段内存在相关性，使得卫星重力异常可用于海底地形数据的反演。本项目主要研究此类方法。目前，使用卫星重力数据反演海底地形的常用方法包括重力地质法、导纳函数法、SAS法、最小二乘配置法、基于垂直重力梯度异常的反演方法等等，其中重力地质法原理和实现相对简单，具有较好的精度。然而，重力地质法在应用过程中，采用了无限水平板模型假设，不符合海底地形起伏不均匀的实际情况，而且这一方法未结合先验信息，使得反演效果受到局限，反演的可信度较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种水深反演方法、装置和计算机可读存储介质，能够提高水深反演的可信度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种水深反演方法，包括：确定预设的当前密度差；基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，所述重力异常公式指示重力异常包括长波参考场部分和短波残差场部分，所述短波残差场部分包括密度差参数；利用所述目标函数，确定所述当前水深模型，以便获得多个水深模型，其中在所述当前水深模型中，所述当前密度差作为所述密度差参数；基于所述多个水深模型，确定最优水深模型。第二方面，提供了一种水深反演装置，包括：第一确定模块，确定预设的当前密度差；第二确定模块，基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，所述重力异常公式指示重力异常包括长波参考场部分和短波残差场部分，所述短波残差场部分包括密度差参数；第三确定模块，利用所述目标函数，确定所述当前水深模型，以便获得多个水深模型，其中在所述当前水深模型中，所述当前密度差作为所述密度差参数；第四确定模块，基于所述多个水深模型，确定最优水深模型。第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据第一方面所述的水深反演方法的步骤。本专利技术实施例的水深反演方法、装置和计算机可读存储介质基于研究区进行，构建目标函数，最后从多个水深模型中确定最优水深模型，因此提高了水深反演的可信度，改善了反演效果，从而节省了勘探成本，降低了勘探风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的水深反演方法的示意性流程图。图2为本专利技术另一实施例提供的一种水深反演方法的流程图。图3为本专利技术另一实施例的研究区位置。图4为本专利技术另一实施例研究区的卫星重力等深线。图5为本专利技术另一实施例研究区的水深等深线。图6为本专利技术另一实施例所采用的控制点。图7为本专利技术另一实施例方法反演得到的研究区水深等深线。图8为本专利技术另一实施例的重力地质法反演得到的研究区水深等深线。图9是本专利技术另一实施例提供的水深反演装置的示意性框图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。通常，在应用重力地质法时，将重力异常划分为短波残差场和长波参考场，其中前者为计算点附近的海底地形变化造成的重力效应，后者为地壳下层物质的重力效应。根据研究区海域控制点实测水深，生成短波重力分量，从观测重力值中减去即获得控制点长波分量，由此可插值出研究区的长波异常。但将重力地质法应用于陆地研究时，因陆地地层密度变化情况复杂，反演效果受到很大限制。相比于陆地而言，海水与海底洋壳密度差较为稳定，因此该方法可以用于海底地形反演，且具有较高的精度。实施例描述图1是本专利技术一个实施例提供的水深反演方法的示意性流程图。图1的水深反演方法包括：步骤110：确定预设的当前密度差。步骤120：基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，重力异常公式指示重力异常包括长波参考场部分和短波残差场部分，短波残差场部分包括密度差参数。步骤130：利用目标函数，确定当前水深模型，以便获得多个水深模型，其中在当前水深模型中，当前密度差作为密度差参数。步骤140：基于多个水深模型，确定最优水深模型。应理解，本专利技术实施例的重力正演模型可以是任意的，例如，单个柱状体长方体重力正演模型，其可以为连续形式，可以为离散形式。例如，当单个柱状体长方体重力正演公式为三维离散化形式时，如下公式所示，其中A＝(xl-x)ln(ym-y+Rlmn)B＝(ym-y)ln(xm-x+Rlmn)此处，柱状体顶界面为待反演海底界面，并且底界面为控制点(或初始模型)最大水深所在水平面。还应理解，第一个目标水深模型可以为初始水深模型，所述初始水深模型可以基于三维柱状体模型，但本专利技术实施例对此不作限定，任何形式的水深模型都在本专利技术保护范围内。所述初始水深模型可通过控制点数据插值构建，或引入卫星水深模型。本专利技术实施例具有这样的有益效果：由于本专利技术实施例使用三维柱状体模型，水深模型一般为规则网格，但柱状体平面长度和宽度不要求一致。这就使得方法具有更好的适应性。还应理解，多个密度差都是预先设定的，这与重力正反演中的密度差不同，因为本专利技术实施例的密度差不再具有原先的物理含义，即不再具有海水层与下覆地层的密度差的含义，而是需要用户给定。本专利技术实施例的水深反演方法基于研究区进行，构建目标函数，最后从多个水深模型中确定最优水深模型，因此提高了水深反演的可信度，改善了反演效果，从而节省了勘探成本，降低了勘探风险。作为图1的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水深反演方法，其特征在于，包括：/n确定预设的当前密度差；/n基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，所述重力异常公式指示重力异常包括长波参考场部分和短波残差场部分，所述短波残差场部分包括密度差参数；/n利用所述目标函数，确定所述当前水深模型，以便获得多个水深模型，其中在所述当前水深模型中，所述当前密度差作为所述密度差参数；/n基于所述多个水深模型，确定最优水深模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种水深反演方法，其特征在于，包括：
确定预设的当前密度差；
基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，所述重力异常公式指示重力异常包括长波参考场部分和短波残差场部分，所述短波残差场部分包括密度差参数；
利用所述目标函数，确定所述当前水深模型，以便获得多个水深模型，其中在所述当前水深模型中，所述当前密度差作为所述密度差参数；
基于所述多个水深模型，确定最优水深模型。


2.根据权利要求1所述的水深反演方法，其特征在于，所述基于重力异常公式和重力正演模型，确定针对研究区的水深模型的目标函数，包括：
获取所述研究区中的多个观测点的位置和重力异常，以及多个反演控制点的位置、先验水深和重力异常；
将所述多个反演控制点的先验水深应用于所述重力正演模型，得到所述多个反演控制点的短波重力异常，以便基于所述重力异常公式与所述多个反演控制点的重力异常作差，获得所述多个反演控制点的长波重力异常；
将插值算法应用于所述多个反演控制点的位置和所述多个观测点的位置，基于所述多个反演控制点的长波重力异常，得到所述多个观测点的长波重力异常，以便基于所述重力异常公式与所述多个观测点的重力异常作差，获得所述多个观测点的短波重力异常；
基于所述多个观测点的短波重力异常，确定所述目标函数。


3.根据权利要求2所述的水深反演方法，其特征在于，所述目标函数包括所述水深模型的稳定泛函和失配泛函，所述失配泛函基于所述多个观测点的短波重力异常确定。


4.根据权利要求3所述的水深反演方法，其特征在于，所述目标函数为F(m)＝Fd(m)+αFs(m)，其中，所述当前水深模型为m，Fs(m)为稳定泛函，Fd(m)为失配泛函，α为正则化因子。


5.根据权利要求4所述的水深反演方法，其特征在于，fd(m)＝g(m)-gO，g(m)为所述重力正演值，gO为重力观测值，N为观测点个数，T表征转置。


6.根据权利要求5所述的水深反演方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢健，陈新玺，
申请(专利权)人：国家海洋局东海海洋环境调查勘察中心，
类型：发明
国别省市：上海;31