第5章 重力异常的数据处理

数据处理与异常推断解释一、数据处理方法的选择实测的重力异常是地下由浅至深各类地质体的物性差异在地面综合叠加效应，其中包括界面起伏，岩性不均匀等诸多地质因素在内。

为了从实测异常中提取和强化有用信息，压抑干扰噪声，提高重力勘探综合地质解释的能力，故需对实测资料进行数据处理和综合分析。

1、数据处理目的通过不同的数据处理手段，达到突出区域重力场信息、突出与强化断裂带异常信息、突出局部重力异常信息，有效地克服或压制不同干扰异常。

顺利达到完成区域重力场特征分析、提取剩余异常、断裂构造划分与分析，圈定钾矿成矿有利部位等地质任务。

2、常用的数据处理方法数据处理采用中国地质调查局发展研究中心推广的多元信息处理系统软件—GeoExpl及中国地质大学MAGS软件进行数据处理。

数据处理的目的是在消除各类误差的基础上从叠加场中分离或突出某些目标物的场，并使其信息形式（或信息结构）更易于识别和定量解释。

常用的处理方法有：各种滤波、趋势分析、解析延拓（上延和下延）、导数转换（水平和垂直导数）、圆滑（圆环法和窗口法）、多次切割、差值场法、小波多尺度分析法等方法。

（1）、数据网格化为空间分析模块及其它数据处理提供数据源。

本次采用克里格法，200米×200米，搜索半径1500米。

（2）、异常分离采用不同滤波因子的正则化滤波、差值场法、小波多尺度分析法、向上延拓等，可分别求取“区域场”和“局部场”，达到异常分离目的。

（3）、延拓处理向上延拓：压制了浅部小的地质体场的干扰，了解重力异常衰减规律，随着上延高度增加，突出了深部大的地质体的场。

区域场反映了测区深部地质环境和地质构造特征的差异性，为测区地质构造分区划分提供了重要信息；本次向上延拓自100 m、200 m、500 m、1000 m、2000 m，共5个高度。

向下延拓：利用向下延拓可以分离水平叠加异常。

密度体埋深大，异常显得宽缓。

越接近密度体，异常的范围越接近其边界。

本次向下延拓自100 m、200 m、300m、500 m四个高度。

关于布格重力异常计算及资料处理与反演和解释的报告姓名：***班级：061084-27学号：**********指导老师：***日期：2011.4.14目录前言 (2)目的 (2)任务要求 (2)工作过程 (2)成果 (2)工作内容及步骤 (3)§1-布格重力异常计算 (3)§2-布格重力异常处理 (3)1.绘制平面等值线图 (3)2.异常处理（分离区域异常和局部异常） (6)§3-布格重力异常反演——特征点法反演 (11)§4-布格重力异常的解释 (13)评述与结论 (13)评述 (13)结论 (14)关于布格重力异常计算及资料处理与反演和解释的报告 前言目的：熟悉并掌握布格重力异常计算及资料处理与反演和解释 任务要求：根据在一个地区重力测量的结果，计算出布格重力异常，并根据异常进行资料处理和解释，并完成一份工作报告。

工作过程：(1)利用实测的相对重力值、相对高程值和X,Y 坐标值，计算各种校正（地形校正除外），纬度校正用 计算，自由空间（或高度）校正用计算，中间层校正用 计算，已知地表物质密度为2.50g/cm 3，起算点纬度为45°；(2)获得各点处的布格重力异常值后，绘出平面等值线图，等值线距为0.5mGal ；(3)根据异常（平面或剖面）特征，选用适当的方法进行处理（如压制干扰、消除区域场等）进行处理，并对处理效果进行描述； (4)将处理后的异常进行反演；(5)写出全部过程和所采用的处理与反演方法之应用理由。

成果：根据布格重力异常数据计算及资料处理与反演初步结果判断，该异常应由地区下一球体引起，球体埋深98.8m ，剩余质量t 6103.07⨯，球体中心在地面的投影点坐标为（248.8,248.8）m 。

):,()2sin(814.0mkX mGal X g ∆⋅-=ϕδϕ):,(3086.0m h mGal h g f ∆⋅=δ):/:,(0419.03m h cm g mGal h g ρρδσ∆⋅-=工作内容及步骤§1-布格重力异常计算用excel先算出各项校正（除地形校正外），需要注意的是在纬度校正中为测点到总基点间纬向距离，由于测点都位于总基点以北，故取正值；为总基点纬度即45°; 单位要划为km。

重力数据处理与初步解释的基本流程## Gravity data processing and preliminary interpretation workflow.Gravity data is a valuable tool for studying theEarth's interior. It can be used to determine the density variations within the Earth, which can provide information about the structure and composition of the Earth's crust, mantle, and core.The processing of gravity data is a complex processthat involves several steps. The first step is to remove the effects of the Earth's normal gravity field. This is done by using a reference field, which is a mathematical model of the Earth's gravity field that has been calculated from a global gravity survey. The second step is to remove the effects of the topography. This is done by using a digital elevation model (DEM), which is a digital representation of the Earth's surface. The third step is to correct for the effects of the atmosphere. This is done byusing a model of the atmosphere's density and temperature.Once the data has been processed, it can be interpreted to determine the density variations within the Earth. This is done by using a variety of techniques, including forward and inverse modelling. Forward modelling involves creating a model of the Earth's interior and then calculating the gravity field that would be produced by that model. Inverse modelling involves using the measured gravity field to determine the density variations within the Earth.The interpretation of gravity data can be used to gain a variety of information about the Earth's interior. For example, gravity data can be used to determine the thickness of the Earth's crust, the density variations within the mantle, and the structure of the Earth's core. Gravity data can also be used to identify geological features such as faults, folds, and basins.## 重力数据处理与初步解释的基本流程。

基线法在卫星重力数据处理中的应用一、引言卫星重力数据处理是地球物理学和地理学中重要的研究领域，通过卫星观测获取的重力数据可以用来研究地球内部的结构和性质，对于地质勘探、地球变形监测等具有重要的应用价值。

而基线法则是重力数据处理中常用的一种方法，本文将介绍基线法在卫星重力数据处理中的应用。

二、基线法的原理基线法是一种通过计算重力场的基线变化来进行数据处理的方法。

基线法的基本原理是利用基线的变化来消除重力场中的系统误差，从而得到更精确的重力数据。

基线法的关键是建立一个稳定的参考基线，通过比较观测基线的变化与参考基线的变化，可以得到相对于参考基线的重力场变化。

三、基线法在卫星重力数据处理中的应用1. 基线法在重力异常数据处理中的应用卫星重力观测得到的是重力异常数据，即相对于某一参考值的重力场变化。

基线法可以用来处理重力异常数据，消除系统误差，得到更准确的重力异常场。

2. 基线法在地壳形变监测中的应用地壳形变是地球表面的变形现象，可以通过重力观测来监测。

基线法可以用来处理地壳形变数据，通过计算基线的变化来消除重力场中的系统误差，得到更精确的地壳形变数据。

3. 基线法在地下水资源调查中的应用地下水是重要的水资源，通过重力观测可以对地下水进行调查和监测。

基线法可以用来处理重力观测数据，消除系统误差，得到更准确的地下水资源调查结果。

4. 基线法在地质勘探中的应用地质勘探是通过对地下地质结构进行观测和研究来确定矿产资源的分布和储量。

基线法可以用来处理重力观测数据，消除系统误差，得到更准确的地质勘探结果。

5. 基线法在地球内部结构研究中的应用地球内部结构是地球物理学研究的重要内容，通过重力观测可以研究地球内部的密度分布和物质运动。

基线法可以用来处理重力观测数据，消除系统误差，得到更准确的地球内部结构研究结果。

四、结论基线法是一种在卫星重力数据处理中常用的方法，通过计算重力场的基线变化来消除系统误差，得到更精确的重力数据。

《工程与环境地球物理》
实验四
一、 实验目的和要求
1. 计算球体重力异常，并分析其重力异常的特点，加深理解，通过绘图了解影响重力
异常大小的因素；
2. 掌握用Matlab 绘制重力异常曲线的方法，提高简单程序的编辑能力。

二、 实验软件
1. Matlab 编程软件
三、 实验内容
1. 计算球体的重力异常，给出平面图、主剖面图和任意一条侧剖面图；
计算内容包括重力异常、重力异常的二阶导数以及三阶垂直导数；
2. 在埋深固定情况下，计算异常最大值与球体大小关系曲线；
3. 在球体大小固定情况下，计算异常最大值与理深的关系曲线；
四、 结果分析
通过实验，得出成果图，进行分析：
由以上程序得到计算结果图，结合理论知识可知：球体为三度体，在主剖面图中重力异常在球体正上方最大，向两侧逐渐减小，侧剖面上，形态大体相同；以过球体正中心的测线垂线方向处的重力异常值最大，两侧慢慢减小。

平面图上表现为以球体在地面上的投影点为中心的一系列的同心圆。

等等
五、 提交报告
纸质打印版，内容包括程序、结果图、以及结果图分析，交到地质宫315，曾老师 ps ：
球体重力异常的计算公式为：
3332222222
252222
52222
2225222222272222
4()
3[()()()]()3()3()2()(233)()r Gh Gm z h g x y z h x y h hx Vxz Gm x y h hy Vyz Gm x y h h x y Vzz Gm
x y h h x y h
Vzzz Gm x y h πρξη--∆==-+-+-++-=++-=++--=++--=++剩余。

重力异常重力异常（gravity anomaly）由于地球质量分布不规则造成的重力场中各点的重力矢量g和正常重力矢量γ的数量之差。

它是研究地球形状、地球内部结构和重力勘探，以及修正空间飞行器的轨道的重要数据。

重力异常可分为纯重力异常和混合重力异常。

纯重力异常是同一点上地球重力值和正常重力值之差，又称扰动重力。

混合重力异常是一个面上某一点的重力值和另一个面上对应点的正常重力值之差。

例如大地水准面上一点的重力值g0和该点沿平均地球椭球法线在椭球面上的投影点的正常重力值γ0之差，称为大地水准面上的混合重力异常；地面上一点的重力值g和似地球面（见地球形状）上相应点上正常重力值γ之差，称为地面混合重力异常。

【重力异常的求定】纯重力异常不能直接求得，需要通过扰动位间接推求。

混合重力异常可以直接推求。

若求地面混合重力异常，地面上一点的重力可通过实测获得，而似地球面上相应点的正常重力，则先按计算点的纬度用正常重力公式算得平均椭球面上相应点的正常重力，然后再将它归算到似地球面上。

若求大地水准面上混合重力异常，大地水准面上一点的重力是将地面实测重力归算到大地水准面上得到的，平均椭球面上的正常重力则按正常重力公式解算获得。

【重力改正】将地面实测重力值归算到大地水准面上，称为重力改正。

它包含两方面内容：一是清除观测点到大地水准面的高程对重力观测值的影响；二是将大地水准面以外的质量的影响按某种方法完全消去。

改正后得到的是外部没有任何质量的大地水准面上的重力值。

根据所要改正的影响不同，重力观测值中将加上不同的改正。

【空间改正】按地面重力观测点高程考虑正常重力场垂直梯度的改正。

此项改正相当于使地面重力观测点移到大地水准面上，而大地水准面以上的地形质量随观测点平移到大地水准面之下。

【层间改正】消除过观测点的水平面同大地水准面之间的质量层对观测重力的影响而加的改正。

此项改正相当于把高出大地水准面的质量当作一个无限平面厚层全部移掉。