CN113552644B - 密度确定方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN113552644B CN202110758646.6A CN202110758646A CN113552644B CN 113552644 B CN113552644 B CN 113552644B CN 202110758646 A CN202110758646 A CN 202110758646A CN 113552644 B CN113552644 B CN 113552644B
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Abstract

本发明实施例提供了密度确定方法、装置及电子设备，应用于地球物理探测技术领域。包括：获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；针对每一测量点，基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为局部重力异常；基于每一测量点处待测目标体的局部重力异常，对待测目标体进行密度反演，得到待测目标体在横向截面上的密度分布。通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。

Description

密度确定方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及地球物理探测技术领域，特别是涉及密度确定方法、装置及电子设备。
背景技术
在重力探测中，人们常常需要根据重力异常反演密度异常，从而认识地下空间物体的展布。密度反演是一种基于重力异常反演地下目标体密度变化的方法。其中，目标体可以为矿石、油田、溶洞等地质体。
相关技术中，为了反演目标体的密度，需要预先基于先验知识，针对目标体建立密度预测模型，以预测该目标体的局部重力异常可能的变化频率区间；再针对该目标体设置多个测量点，利用重力测量设备测量各测量点处的重力数据，并对重力数据进行纬度改正、地形改正等处理，得到各测量点处布格重力异常，然后剔除布格重力异常中变化频率较低的低频异常，并将剩余的变化频率较高的高频异常作为局部重力异常；
进一步的，对所得到的局部重力异常进行多尺度划分，即按照不同变化频率进行划分，得到多个变化频率区间对应的局部重力异常，将与目标体所预测局部重力异常可能的变化频率区域相匹配的局部重力异常，作为该目标体的局部重力异常，进而根据该目标体的局部重力异常进行密度反演，得到到该目标体的密度。
相关技术中将布格重力异常中的高频异常直接作为局部重力异常，而高频异常并不一定是局部重力异常，因此，相关技术所获取的局部重力异常是不准确的。同时，通过多尺度划分得到目标体的局部重力异常依赖于密度预测模型是否能准确预测目标体，而往往密度预测模型很难准确的预测目标体。基于上述原因，使得相关技术所得到的目标体的局部重力异常是不准确的，进而通过对目标体的局部重力异常进行密度反演所得到的目标体的密度分布也是不准确。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供密度确定方法、装置及电子设备，以更准确地获取目标体的密度。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种密度确定方法，包括：
获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，所述待测目标体为指定深度处的地质体，所述多个测量点中相邻测量点之间的间距与所述指定深度满足预设条件；
针对每一测量点，基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；所述参考体为深度大于所述指定深度的地质体；
针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处所述待测目标体的局部重力异常；
基于每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常，对所述待测目标体进行密度反演，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布。
在一实施例中，所述基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，包括：
确定该测量点对应的第一目标区域；其中，所述第一目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第一预设数量个第一测量点的区域，第一测量点为非该测量点的测量点；
基于所述第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
在一实施例中，所述基于所述第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，包括：
基于所述第一目标区域内每一第一测量点处的布格重力异常和每一第一测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处所述待测目标体的布格重力异常函数；
将该测量点的坐标代入所述待测目标体的区域重力异常函数，得到该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
在一实施例中，所述基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常，包括：
确定该测量点对应的第二目标区域；其中，所述第二目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第二预设数量个第二测量点的区域，第二测量点与该测量点的间距大于等于两倍所述间距，相邻第二测量点之间相距两倍所述间距；
基于所述第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常。
在一实施例中，所述基于所述第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常，包括：
基于所述第二目标区域内每一第二测量点处的布格重力异常和每一第二测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常函数；
将该测量点的坐标代入所述参考体的区域重力异常函数，得到该测量点处所述参考体的区域重力异常，作为该测量点处的第二异常。
在一实施例中，所述预设条件为：
Figure BDA0003148258340000031
其中，ΔX为间距，h为指定深度，a为预设参数。
在一实施例中，所述基于每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常，对所述待测目标体进行密度反演，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布，包括：
将每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常代入层密度反演公式，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布；
其中，所述层密度反演公式为：密度反演公式在待测目标体的纵向截面密度不变的情况下的形变公式。
在一实施例中，所述方法还包括：
基于所述待测目标体的密度分布，对所述待测目标体进行关于密度的梯度计算，并根据梯度计算结果，确定所述待测目标体内不同密度目标体的变化边界。
第二方面，本发明实施例提供一种密度确定装置，包括：
布格重力异常获取模块，用于获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，所述待测目标体为指定深度处的地质体，所述多个测量点中相邻测量点之间的间距与所述指定深度满足预设条件；
区域重力异常获取模块，用于针对每一测量点，基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；所述参考体为深度大于所述指定深度的地质体；
局部重力异常确定模块，用于针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处所述待测目标体的局部重力异常；
密度反演模块，用于基于每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常，对所述待测目标体进行密度反演，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布。
在一实施例中，所述区域重力异常获取模块，包括：
第一区域确定子模块，用于确定该测量点对应的第一目标区域；其中，所述第一目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第一预设数量个第一测量点的区域，第一测量点为非该测量点的测量点；
第一异常确定子模块，用于基于所述第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
在一实施例中，所述第一异常确定子模块，具体用于基于所述第一目标区域内每一第一测量点处的布格重力异常和每一第一测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处所述待测目标体的布格重力异常函数；将该测量点的坐标代入所述待测目标体的区域重力异常函数，得到该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
在一实施例中，所述区域重力异常获取模块，包括：
第二区域确定子模块，用于确定该测量点对应的第二目标区域；其中，所述第二目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第二预设数量个第二测量点的区域，第二测量点与该测量点的间距大于等于两倍所述间距，相邻第二测量点之间相距两倍所述间距；
第二异常确定子模块，用于基于所述第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常。
在一实施例中，所述第二异常确定子模块，具体用于基于所述第二目标区域内每一第二测量点处的布格重力异常和每一第二测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常函数；将该测量点的坐标代入所述参考体的区域重力异常函数，得到该测量点处所述参考体的区域重力异常，作为该测量点处的第二异常。
在一实施例中，所述预设条件为：
Figure BDA0003148258340000051
其中，ΔX为间距，h为指定深度，a为预设参数。
在一实施例中，所述密度反演模块，具体用于将每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常代入层密度反演公式，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布；其中，所述层密度反演公式为：密度反演公式在待测目标体的纵向截面密度不变的情况下的形变公式。
在一实施例中，所述装置还包括：
边界确定模块，用于基于所述待测目标体的密度分布，对所述待测目标体进行关于密度的梯度计算，并根据梯度计算结果，确定所述待测目标体内不同密度目标体的变化边界。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一所述的方法步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的方法步骤。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例所提供的密度确定方法中，在获取多个测量点处的布格重力异常之后，可以针对每一测量点，基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常和待测目标体对应参考体的布格重力异常。由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于述待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明实施例所提供的密度确定方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的测量区域边界的示意图；
图3a为本发明为测量间距为80米测量所得布格重力异常图；
图3b为本发明为测量间距为40米测量所得布格重力异常图；
图3c为本发明为测量间距为160米测量所得布格重力异常图；
图4为本发明实施例所提供的密度确定方法的另一流程图；
图5为本发明实施例所提供的密度确定装置的结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更准确地获取目标体的密度，本发明实施例提供了密度确定方法、装置及电子设备。
下面首先对本发明实施例所涉及到的术语词汇进行解释：
布格重力异常(Bouguer gravity anomaly)：消除了固体潮(太阳、月亮引起的地球形变)影响、经纬度影响、高程及中间密度(测量平面与基准面之间密度)影响之后的重力场数据。
区域重力异常：由埋藏较深、分布范围较广的区域的地质体的密度异常所引起的重力异常。区域重力异常的特点是分布范围广、重力变化梯度小(变换频率慢)。区域重力异常是研究区域地质构造、划分大地构造单元的重要资料。需要说明的是，这里的“区域”一词，没有绝对大小的概念，如为了寻找储油构造，整个沉积盆地所产生的重力异常称为区域重力异常；如果为了在储油构造上直接勘探油气，则相对油气层引起的重力异常来说，储油构造所引起的重力异常就是区域重力异常。
局部重力异常(Local gravity anomalies)：由埋藏较浅的区域的地质体的密度异常所引起的重力异常，也称为剩余重力异常、局部布格异常等，其表示地下地质体密度分布不均匀所造成的引力垂直分量的变化。局部重力异常的特点是重力变化梯度大(变换频率快)。
需要说明的是，在本发明实施例中，布格重力异常为局部重力异常和区域重力异常的叠加。
为了反演目标体的密度，需要预先基于先验知识，针对目标体建立密度预测模型，以预测该目标体的局部重力异常可能的变化频率区间；再利用重力测量设备测量针对该目标体所设各测量点处的重力数据，并对重力数据进行纬度改正、地形改正等处理，得到各测量点处布格重力异常，然后剔除布格重力异常中变化频率较低的低频异常，并将剩余的变化频率较高的高频异常作为局部重力异常；
进一步的，对所得到的局部重力异常进行多尺度划分，即按照不同变化频率进行划分，得到多个变化频率区间对应的局部重力异常，将与目标体所预测局部重力异常可能的变化频率区域相匹配的局部重力异常，作为该目标体的局部重力异常，进而根据该目标体的局部重力异常进行密度反演，得到到该目标体的密度。
上述过程中，将布格重力异常中的高频异常直接作为局部重力异常，而高频异常并不一定是局部重力异常，因此，通过上述过程所获取的局部重力异常是不准确的。同时，通过多尺度划分得到目标体的局部重力异常依赖于密度预测模型是否能准确预测目标体，而往往密度预测模型很难准确的预测目标体。基于上述原因，使得相关技术所得到的目标体的局部重力异常是不准确的，进而通过对目标体的局部重力异常进行密度反演所得到的目标体的密度分布也是不准确。
为了解决上述反演所得目标体的密度分布不准确的问题，本发明实施例提供一种密度确定方法，包括：
获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，待测目标体为指定深度处的地质体，多个测量点中相邻测量点之间的间距与指定深度满足预设条件；
针对每一测量点，基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；参考体为深度大于指定深度的地质体；
针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处待测目标体的局部重力异常；
基于每一测量点处待测目标体的局部重力异常，对待测目标体进行密度反演，得到待测目标体在横向截面上的密度分布。
本发明实施例上述方案中，由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于述待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。
可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
需要说明的是，本发明实施例可以应用于各类电子设备，例如，个人电脑、服务器、智能终端以及其他具有数据处理能力的设备。并且，本发明实施例提供的密度确定方法可以通过软件、硬件或软硬件结合的方式实现。
如图1所示，本发明实施例提供的一种密度确定方法，可以包括如下步骤：
S101，获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，待测目标体为指定深度处的地质体，多个测量点中相邻测量点之间的间距与指定深度满足预设条件；
上述待测目标体为指定深度处的地质体，该地质体可以理解为地下三维区域。例如，当需要测量位于地下，指定深度为500m处开始向下的长100m，宽50m，高50m的三维区域内密度分布时，则该地下三维区域即可视为待测目标体。指定深度即目标体的埋深。
为提高反演所得密度的准确性，在获取布格重力异常之前，需要针对待测目标体确定测量重力大小的测量区域，以及测量区域内测量点在测量区域内的分布位置，也就是说，在获取布格重力异常之前，需要确定测量点的坐标、测量间距(即相邻测量点之间的距离)以及测量区域的边界。
为了更清楚的阐述本发明实施例的技术方案，给出本发明发明人提出的场宽度定义：
重力场宽度定义：重力场宽度ΔX为基本场(单位密度场)最大绝对值下降80％(约1分贝，10log)处到绝对最大值点的水平距离。重力场空间展布越宽，场宽度越大，截频越小。点x处的重力场的场值Gzx与重力场的最大值Gz0比值为：
Figure BDA0003148258340000101
由上述公式可知，当比值为0.8时，α约为21.83°。
本发明实施例中，如图2所示，为本发明实施例提供的针对待测目标体所设测量区域的边界示意图。图2中矩形区域为待测目标体，h为待测目标体的指定深度。测区区域的边界可以从待测目标体对应地表区域的边界处始，测区边界大于等于指定深度的2倍。如果存在多个目标体，则测区边界大于等于最深的指定深度的2倍。
本发明实施例中，相邻测量点之间的间距与待测目标体的指定深度满足预设条件。
可选的，在一种实现方式中，上述多个测量点中相邻测量点之间的间距与指定深度满足预设条件为：
Figure BDA0003148258340000102
其中，ΔX为相邻测量点之间的间距，也称为测量间距，h为指定深度，a为预设常数。
可选的，为了使得测得的重力数据可恢复，上述a可以为2.5，即测量间距小于等于指定深度的2.5分之一，即：
Figure BDA0003148258340000111
根据重力场宽度的定义，以重力场宽度测量时可以保证在最大重力场值附近(幅值变化1～94.2％的范围内)至少有一点被测量，从而保证测量所得到的重力场曲线的形状畸变不会太大，或者说，深度大于等于2.5倍测量间距的异常可以被很好的记录在测量所得到的重力数据中。
其次，深度大于等于2.5倍测量间距的异常的截频变化适中。若以场宽度作为测量间距，则截频处幅值为最大幅值的约28.7％，高频略有损失。若以2倍场宽度作为测量间距，则截频处幅值为最大幅值的约53.5％，中高频损失严重。若以场宽度/2作为测量间距，则截频处幅值为最大幅值的约8.2％，几乎无损。因此，测量间距小于场宽度，则测量点太密集，测量间距大于场宽度，则测量点太稀疏，在场宽度附近最佳。
举例说明，图3a-图3c为指定深度200米、半径10米，从深度200米处向地下方向无限长延长所的圆柱体，在采用不同测量间距进行测量所得的布格重力异常图，图中水平坐标单位是米，垂向坐标单位是微伽(ugal)，测量间距小于等于80米时，满足测量间距小于等于指定深度的2.5分之一的条件。其中，图3a为测量间距为80米测量所得布格重力异常图，图3b为测量间距为40米测量所得布格重力异常图，图3c为测量间距为160米测量所得布格重力异常图。可以看出图3c中布格重力异常畸变严重，图3a中布格重力异常图略有畸变，图3b中布格重力异常图略几乎无畸变，但测量点过密。
S102，针对每一测量点，基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；参考体为深度大于指定深度的地质体；
其中，对于任意地质体所产生的重力场而言，地质体的埋深越浅，地质体所产生的重力场的场宽度越小，在相邻点所测量的重力场场值的变化越大，地质体的埋深越深，地质体所产生的重力场的场宽度越大，在相邻点所测量的重力场场值变化越小。
具体的，对重力场进行泰勒级数展开，可得表达式：
Figure BDA0003148258340000121
其中，g是重力场，Gi表示格林函数级数展开中i阶导数项的部分，ρ为密度。
以单倍测量间距进行采样，在两倍测量间距的场值中，三阶导数项与总场值比的绝对最大值约为1.24％，四阶导数项与总场值比的绝对最大值约为0.2％，高阶导数项可以忽略。其意味着，以单倍测量间距采样时，在重力场的场宽度大于等于两倍测量间距的重力场场值可用相邻点低阶多项式表达，且是递推关系，即重力场的可递推表达式为：
grn(x,y)＝gln(x,y)+gr(n+1)(x,y)
其中，grn(x,y)为以2n倍测量间距时进行测量时所得到的布格重力异常，gln(x,y)为以2n倍测量间距进行测量时所得到的局部重力异常，gr(n+1)(x,y)为以2n+1倍测量间距进行测量时所得到的布格重力异常。
变换公式可得：
gln(x,y)＝grn(x,y)-gr(n+1)(x,y)
也就是说，可以认为较浅深度的目标体的布格重力异常data(h)由该深度的局部重力异常local(h)与较深深度的地质体的布格重力异常data(h+△h)叠加而成，即：
data(h)＝local(h)+data(h+△h)
变换公式可得：
local(h)＝data(h)-data(h+△h)
其中，h为较浅深度的目标体的深度，h+△h为较深深度的地质体的深度，△h为较深深度的地质体与较浅深度的目标体之间深度差值。
基于上述原理，本发明实施例将待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，对应上述公式中的grn(x,y)或data(h)，并将深度为指定深度与相邻测量点之间的间距之和的参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常，对应上述公式中的gr(n+1)(x,y)或data(h+△h)。
S103，针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处待测目标体的局部重力异常；
其中，由上述所阐述的内容可知，第一异常和第二异常的差即为该测量点处待测目标体的局部重力异常。通过本发明实施例上述方案可以获取到待测量的目标体的准确局部重力异常。
S104，基于每一测量点处待测目标体的局部重力异常，对待测目标体进行密度反演，得到待测目标体在横向截面上的密度分布。
其中，布格重力异常公式为：
Figure BDA0003148258340000131
其中，data(x,y,z)表示在测量点(x，y，z)处目标体的局部重力异常，当z＝0时，测量点位于地面，σ(ξ,η,ζ)表示地下点(ξ,η,ζ)处的密度，M代表重力常数。
将每一测量点处待测目标体的局部重力异常带入上述布格重力异常公式，即可对待测目标体进行体积反演。而体积反演是通过已知的Nx*Ny个测量点的布格重力异常，反演Nz*Nx*Ny个目标体内三维点的密度值，这是个欠定问题，使得通过体积反演无法得到目标体内各三维点的准确密度值。
为此本发明实施例对待测目标体进行密度反演时，假定目标体内的任意一点处的密度σ(x,y,h)在h附近不随深度变化，从而只需得到在横向截面上的密度分布即可，使得所得到目标体在横向截面上的密度分布是准确的。
在此基础上，在一种实现方式中，上述S104，可以包括：
将每一测量点处待测目标体的局部重力异常代入层密度反演公式，得到待测目标体在横向截面上的密度分布；其中，层密度反演公式为：密度反演公式在待测目标体的纵向截面密度不变的情况下的形变公式。
其中，待测目标体的纵向截面密度不变即目标体内任意一点的密度σ(x,y,h)在h附近不随深度变化，此时，上述布格重力异常公式为：
data(x,y,h)＝∫∫σ(ξ,η,h)G(x-ξ,y-η,h)Δhdξdη
进而将每一测量点处待测目标体的局部重力异常代入层密度反演公式，即可得到测目标体在横向截面上的密度分布。
本发明实施例上述方案中，由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
可选地，本发明的另一实施例中，上述步骤S102中基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，可以通过以下步骤实现：
步骤一：确定该测量点对应的第一目标区域；其中，第一目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第一预设数量个第一测量点的区域，第一测量点为非该测量点的测量点；
可以先确定每一测量点的第一目标区域，其中，第一目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第一预设数量个第一测量点的区域，第一测量点为非该测量点的测量点。
需要说明是，由于第一测量点中相邻测量点之间的间隔与目标体的指定深度满足预设条件，即相邻测量点之间的间距等于指定深度的2.5分之一，因此，第一目标区域仅相当于第一测量点的局部区域。目标体在该测量点处的布格重力异常在第一目标区域看来，可以视为一个与该测量点的坐标值和布格重力异常相关的N阶曲面。
上述第一预设数量可以为基于经验和实际场景所确定的。
步骤二：基于第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
通过逐点进行多项式的最佳逼近，可以使所得到的该测量点处待测目标体的布格重力异常更准确。
可选的，在一种实现方式中，上述步骤二可以包括：
基于第一目标区域内每一第一测量点处的布格重力异常和每一第一测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处待测目标体的布格重力异常函数；
将该测量点的坐标代入待测目标体的区域重力异常函数，得到该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
本发明实施例上述方案中，由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于述待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
可选地，本发明的另一实施例中，上述步骤S102中基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常，可以通过以下步骤实现：
步骤1：确定该测量点对应的第二目标区域；其中，第二目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第二预设数量个第二测量点的区域，第二测量点与该测量点的间距大于等于两倍间距，相邻第二测量点之间相距两倍间距；
步骤2：基于第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常。
可选的，在一种实现方式中，上述步骤2可以包括：
基于第二目标区域内每一第二测量点处的布格重力异常和每一第二测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常函数；
将该测量点的坐标代入参考体的区域重力异常函数，得到该测量点处参考体的区域重力异常，作为该测量点处的第二异常。
上述实现方式与第一异常的确定方式相同或相似，在此不再赘述。
本发明实施例上述方案中，由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于述待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
基于图1的实施例，如图4所示，本发明的另一实施例所提供的密度确定方法，在S104之后，还可以包括：
S105，基于待测目标体的密度分布，对待测目标体进行关于密度的梯度计算，并根据梯度计算结果，确定待测目标体内不同密度目标体的变化边界。
为了进一步对目标体内包含的不同地质体进行分析，可以进一步的对待测目标体的密度分布边界划分，从而可以得到目标体内不同密度地质体的边界。
可选的，可以计算目标体内每一点计算在横向平面上的梯度，从而确定目标体内不同密度地质体的边界。
本领域技术人员所知的，求取梯度的公式为：
Figure BDA0003148258340000161
其中，grad(f)表示二元函数z＝f(x,y)在点(x,y)处的梯度，
Figure BDA0003148258340000162
为X轴方向的偏导数，
Figure BDA0003148258340000163
为Y轴方向的偏导数。
每一点(x,y)的梯度值为：
Figure BDA0003148258340000171
其中，在横向平面上水平边界的横向模板可选为：
Figure BDA0003148258340000172
在横向平面上纵向边界的水平模板可选为：
Figure BDA0003148258340000173
通过上述公式代入待测量目标体内的每一点(x,y)，得到该点在4方向上的梯度值。需要说明的，上述仅以计算每一点4个方向的梯度值为例进行说明，实际使用时，可以结合实际需求选取梯度模板，计算多个方向的梯度值，如计算每一点在8个方向上的梯度值，这都是可以的。
本发明实施例上述方案中，由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于述待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
相应于上述实施例所提供的方法，如图5所示，本发明实施例还提供了一种密度确定装置，装置包括：
布格重力异常获取模块501，用于获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，待测目标体为指定深度处的地质体，多个测量点中相邻测量点之间的间距与指定深度满足预设条件；
区域重力异常获取模块502，用于针对每一测量点，基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；参考体为深度大于指定深度的地质体；
局部重力异常确定模块503，用于针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处待测目标体的局部重力异常；
密度反演模块504，用于基于每一测量点处待测目标体的局部重力异常，对待测目标体进行密度反演，得到待测目标体在横向截面上的密度分布。
在一实施例中，区域重力异常获取模块，包括：
第一区域确定子模块，用于确定该测量点对应的第一目标区域；其中，第一目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第一预设数量个第一测量点的区域，第一测量点为非该测量点的测量点；
第一异常确定子模块，用于基于第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
在一实施例中，第一异常确定子模块，具体用于基于第一目标区域内每一第一测量点处的布格重力异常和每一第一测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处待测目标体的布格重力异常函数；将该测量点的坐标代入待测目标体的区域重力异常函数，得到该测量点处待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
在一实施例中，区域重力异常获取模块，包括：
第二区域确定子模块，用于确定该测量点对应的第二目标区域；其中，第二目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第二预设数量个第二测量点的区域，第二测量点与该测量点的间距大于等于两倍间距，相邻第二测量点之间相距两倍间距；
第二异常确定子模块，用于基于第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常。
在一实施例中，第二异常确定子模块，具体用于基于第二目标区域内每一第二测量点处的布格重力异常和每一第二测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处待测目标体对应参考体的布格重力异常函数；将该测量点的坐标代入参考体的区域重力异常函数，得到该测量点处参考体的区域重力异常，作为该测量点处的第二异常。
在一实施例中，预设条件为：
Figure BDA0003148258340000191
其中，ΔX为间距，h为指定深度，a为预设参数。
在一实施例中，密度反演模块，具体用于将每一测量点处待测目标体的局部重力异常代入层密度反演公式，得到待测目标体在横向截面上的密度分布；其中，层密度反演公式为：密度反演公式在待测目标体的纵向截面密度不变的情况下的形变公式。
在一实施例中，装置还包括：
边界确定模块，用于基于待测目标体的密度分布，对待测目标体进行关于密度的梯度计算，并根据梯度计算结果，确定待测目标体内不同密度目标体的变化边界。
本发明实施例上述方案中，由于待测目标体的布格重力异常是由待测目标体的局部重力异常和较深处的布格重力异常叠加而成，而较深处的布格重力异常等价于参考体的区域重力异常，因此，通过计算第一异常和第二异常的差可以得到待测目标体准确的局部重力异常，因此，基于述待测目标体的局部重力异常对待测目标体进行密度反演，可以反演得到准确的待测目标体的密度分布。可见，相比于相关技术，通过本方案，可以更准确地获取目标体的密度。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，包括处理器601、通信接口602、存储器603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信，
存储器603，用于存放计算机程序；
处理器601，用于执行存储器603上所存放的程序时，实现上述实施例所提供的密度确定方法的步骤。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一密度确定方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一密度确定方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种密度确定方法，其特征在于，包括：
获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，所述待测目标体为指定深度处的地质体，所述多个测量点中相邻测量点之间的间距与所述指定深度满足预设条件；
针对每一测量点，基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；所述参考体为深度大于所述指定深度的地质体；
针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处所述待测目标体的局部重力异常；
基于每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常，对所述待测目标体进行密度反演，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布，作为所述待测目标体的密度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，包括：
确定该测量点对应的第一目标区域；其中，所述第一目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第一预设数量个第一测量点的区域，第一测量点为非该测量点的测量点；
基于所述第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标区域内第一测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，包括：
基于所述第一目标区域内每一第一测量点处的布格重力异常和每一第一测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处所述待测目标体的布格重力异常函数；
将该测量点的坐标代入所述待测目标体的布格重力异常函数，得到该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常，包括：
确定该测量点对应的第二目标区域；其中，所述第二目标区域为：以该测量点为中心点，且包含第二预设数量个第二测量点的区域，第二测量点与该测量点的间距大于等于两倍所述间距，相邻第二测量点之间相距两倍所述间距；
基于所述第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二目标区域内第二测量点处的布格重力异常，利用最佳逼近方式，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常，包括：
基于所述第二目标区域内每一第二测量点处的布格重力异常和每一第二测量点的坐标，利用曲面拟合进行最佳逼近，得到所拟合的曲面函数，作为该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常函数；
将该测量点的坐标代入所述参考体的布格重力异常函数，得到该测量点处所述参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件为：
Figure FDA0003783390810000021
其中，ΔX为间距，h为指定深度，a为预设参数。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述基于每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常，对所述待测目标体进行密度反演，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布，包括：
将每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常代入层密度反演公式，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布；
其中，所述层密度反演公式为：密度反演公式在待测目标体的纵向截面密度不变的情况下的形变公式。
8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述待测目标体的密度分布，对所述待测目标体进行关于密度的梯度计算，并根据梯度计算结果，确定所述待测目标体内不同密度目标体的变化边界。
9.一种密度确定装置，其特征在于，包括：
布格重力异常获取模块，用于获取针对待测目标体所设多个测量点处的布格重力异常；其中，所述待测目标体为指定深度处的地质体，所述多个测量点中相邻测量点之间的间距与所述指定深度满足预设条件；
区域重力异常获取模块，用于针对每一测量点，基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体的布格重力异常，作为该测量点处的第一异常，并基于所述多个测量点处的布格重力异常，确定该测量点处所述待测目标体对应参考体的布格重力异常，作为该测量点处的第二异常；所述参考体为深度大于所述指定深度的地质体；
局部重力异常确定模块，用于针对每一测量点，计算该测量点处的第一异常和第二异常的差，作为该测量点处所述待测目标体的局部重力异常；
密度反演模块，用于基于每一测量点处所述待测目标体的局部重力异常，对所述待测目标体进行密度反演，得到所述待测目标体在横向截面上的密度分布。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-8任一所述的方法步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的方法步骤。
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