عنوان پایان‌نامه
وارون سازی غیرخطی تطبیق پذیر برای تفسیر آنومالی های گرانی حاصل از ساختارهای هندسی ساده
- رشته تحصیلی
- ژئوفیزیک-گرانی سنجی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 999
- تاریخ دفاع
- ۲۲ اردیبهشت ۱۳۹۳
- دانشجو
- سمیرا قلعه نویی
- استاد راهنما
- وحید ابراهیم زاده اردستانی
- چکیده
- یکی از مهمترین مسائل اکتشافی در ژئوفیزیک تخمین پارامترهای ژئوفیزیکی با توجه به بی هنجاری گرانی باقیمانده یا مشاهده ای مربوط به ساختار مدفون-از جمله عمق، ضریب دامنه و فاکتور شکل هندسی شکل- می باشد. چندین روش تفسیری برای تفسیر داده های میدان گرانی-که در آنها داشتن مدل هندسی ثابت فرض اولیه می باشد- وجود دارد. در بیشتر موارد، این روش ها فاکتور شکل هندسی ساختار مدفون را به عنوان فرض اولیه در نظر گرفته ، و تغییر عمق را با اعمال روش هایی بر داده های آنومالی گرانی بازماند بدست می آورند. به طور کلی، تعیین عمق، ضریب دامنه و فاکتور شکل هندسی ساختار مدفون با اعمال روش های مذکور بر بی هنجاری گرانی باقیمانده بدست می آید. در نتیجه، دقت نتایج حاصل از این روش ها وابسته به دقت جدایش بی هنجاری محلی و منطقه ای می باشد. در این پژوهش روش جدید و ساده ای برای تخمین عمق , ضریب دامنه و فاکتور شکل یک ساختار مدفون با توجه به آنومالی گرانی مشاهده شده یا باقیمانده مربوط به یک کره ، استوانه افقی و استوانه قائم مطرح خواهد شد. روش مورد استفاده بر مبنای مدل سازی ریاضی غیر خطی نامقید و همچنین روشهای تخمین تصادفی می باشد .در این مدل سازی ابتدا مسئله مورد نظر را در فضای پارامترهای ژئوفیزیکی با استفاده از رابطه مربوط به اثر گرانی اشکال هندسی ساده فرموله کرده ، قیود مورد نیاز برای یکتایی جواب به آن اضافه شده و در نهایت با استفاده از الگوریتم شبیه سازی تبریدی سازگار با در نظر گرفتن مقادیر اولیه برای پارامتر های مجهول و با توجه به شرط های کنترل کننده الگوریتم طی یک فرایند تکرار با محاسبه انحراف استاندارد حل می شود که جواب با کمترین انحراف استاندارد همان پارامترهای مورد نیاز جهت پی جویی و اکتشاف مواد معدنی می باشد. شایان ذکراست در این روش میتوان مشابه سایر روش های موجود برای مدل سازی از داده های آنومالی بازماند و نیز داده های مشاهده ای(ترکیبی از آنومالی منطقه ای و محلی) حاصل از ساختار مدفون برای وارن سازی و در نهایت تخمین پارامترهای فیزیکی ساختار مورد بحث استفاده کرد. ابتدا با استفاده از مدل های مصنوعی دقت و صحت روش پیشنهادی بررسی و پس از تأیید روش، از آن برای تخمین پارامترهای ژئوفیزیکی مورد نیاز جهت اکتشاف کانسار باریت در منطقه آباده و نیز سایت مخزنی هواسان دراستان ایلام استفاده شده است که نتایج حاصل با نتایج مربوط به حفاری و سایر روش های ژئوفیزیکی از جمله روش اویلر همخوانی و تطابق قابل توجهی داشته است.
- Abstract
- One of the most important exploration problems in geophysics is the point estimating of the geophysical parameters from the observed or residual gravity anomaly related to a buried structure, such as depth, amplitude coefficient and geometrical shape factor. The gravity anomaly expression produced by a simple geometrically shaped model (sphere or cylinder) can be represented by an appropriate analytical formula. Several interpretative methods have been developed to interpret gravity field data assuming a fixed simple geometrical model such as a sphere, a horizontal cylinder or a vertical cylinder. In most cases, these methods consider the geometrical shape factor of the buried body being a priori assumed, and the depth variable may thereafter be obtained by graphical methods applied on residual anomaly. However, only a few methods have been developed to determine the shape of the buried structure from the residual gravity anomaly. Consequently, the accuracy of the results obtained by these method depends on the accuracy within which the residual anomaly can be separated from the observed gravity anomaly. In this paper anew and simple method for point estimating the depth, amplitude coefficient and geometrical shape factor of a buried structure from the observed (composite) or residual gravity anomaly related to a cylinder or sphere-like structure have been developed .The method is based on nonlinearly constrained mathematical modeling and also stochastic optimization approaches. This method consist of three main steps: The first step is oriented to formulate a nonlinearly constrained optimization model (NCOM) which describes mathematically the geophysical gravity problem related to the studied structure. The (NCOM) model is to optimize a mathematical objective function on an unbounded subset (defined by mathematical inequalities constrains in which the geophysical parameters are generally surmised ti satisfy) contained in the free geophysical parameters. Ignoring these mathematical constrained probably yields to general error estimations of the parameters. The objective function is taken, in this research, as the statistical likelihood function which depends on the deviations between observed and synthetic points and also on the number of observations. The second step is directed to suggest an interior penalty function to transform the (NCOM) model into a nonlinearly unconstrained optimization one (NUOM).The goal of using the penalty function is to eliminate the constrains of the (NCOM) model and reactive them anew in the target function of the (NUOM) model. The target function of the (NUOM) model considers both the objective function of the (NCOM) model and the suggested interior penalty function. The third step is retained to solve the (NUOM) model by the adaptive simulated annealing algorithm, stochastic approach, well-known for optimizing numerical functions of several real decision variables. The obtained solution of the (NUOM) model includes the geophysical gravity parameters of the studied structure such as: depth, amplitude coefficient and shape factor. A statistical analysis has been carried out to demonstrate the accuracy and the precision of the suggested interpretative method. We apply this method on some theoretical synthetic example in order to evaluate the precision of the suggested method .We use the method to estimate the mentioned parameters for the gravity anomaly of Abadeh site. The obtained results have appropriate agreement with other methods.
