航空重力地改最大半径的研究及地改快速计算方法比较

航空重力地形改正是获得航空布格重力异常的重要环节,是航空重力勘探数据处理中的重点和难点问题。本文针对航空重力特点,分析了地改最大半径的选择与地形特点及计算精度的关系。为满足大数据量网格数据的计算要求,对全分辨率地形剖分方法、远近分区地形剖分方法、自适应四叉树地形剖分方法对航空重力地形改正计算的产生影响进行了对比。其中自适应四叉树地形剖分法可以对地形网格距离和高程进行综合考虑,达到最佳分辨率的地形剖分,既保证计算精度,又提高运算速度。

自然电位梯度测量中的地形改正

地形改正是重力和电法勘探中用于消除测点周围地形起伏对观测结果影响的技术.由于地形形成自然电位异常的微观机理较为复杂,解析公式难以得到,可以采用最为直观的方法,寻找两者之间的拟合公式.根据研究,在自然电位梯度测量中,地形引起的自然电位异常分为两种:一是异常与地形起伏是镜像关系,这种情况占多数;另一种情况是异常与地形起伏为反镜像关系.多数地形起伏与异常存在线性关系、二次关系和指数关系,以线性关系为主.具体采用哪种拟合关系,可选取典型的地形和自然电位曲线,通过其变化规律进行判断;也可以采取试算的办法,通过改正效果的比较选择合适的拟合公式.本文选择鄂尔多斯盆地作为研究地点,提出了适用于自然电位梯度测量的地形改正方法.通过三种拟合公式改正效果的比较,得出线性拟合公式能更好地描述该测区内相对高差与自然电位改正量之间的关系.地形改正有效地消除了相对高差与自然电位之间的相关性,改正后的自然电位曲线能够较好地反映地下地质信息,自然电位等值线图异常更加突出.自然电位梯度测量中,地形起伏可影响异常形态,特别是起伏地形的面积与目标地质体的面积大小相当时,两者异常有可能难以区分,因此地形改正的研究具有重要的实用性.

基于激光雷达数字高程模型的重力勘探地形改正方法

目前基于激光雷达(LiDAR)数据分析陆地重力近区、中区地形改正方法及其影响因素的文献较少。以往有关地形改正方法的精度评价都是基于某一个数学模型的假设条件,只能讨论高程测量误差对地形改正的影响,不能分析由扇形锥、扇形柱等数学模型产生的误差。为此,采用美国地调局三维高程计划(3DEP)的1 m×1 m间距LiDAR高程数据,选择12个数据区作为研究对象,以直棱柱模型重力解析式计算结果为地形改正参考值,从统计角度对比以往近区和中区地形改正数学模型与计算方法的精度——主要创新点;在此基础上,分析不同计算方法、不同地形网格间距的差异,并且对比不同方法的计算效率。结果表明:①近区地形改正范围与计算模型是影响近区地形改正计算的主要因素。混合模型方案可有效降低计算误差,当近区地形改正半径为20 m时,采用方案Ⅴ可以保证K区以外的11个区的平均相对误差小于20%;当近区地形改正半径为50 m时,采用方案Ⅶ可以将全区的平均相对误差控制在13%以内,是计算精度最高的方案。②地形起伏较平缓的丘陵(K区)的差异最大值与中山(J区)相当;在复杂地表的露天铜矿(L区),7种计算方案的差异最大值处于相同量级。③补角地形改正的修正公式不适用于丘陵,区域重力调查规范中的内接口补角地形改正的简化公式的适用性更强。④影响中区地形改正计算结果的因素包括高程数据网格间距、中区地形改正范围和计算方法,其中网格间距是主要因素。⑤综合计算精度和计算时间两个因素,质量线模型法为中区地形改正的首选计算方法。