一种基于重力正演理论的海底地形反演迭代算法

公维梁, 屠泽杰, 孙月文, 邢赛, 赵福玺, 阳凡林

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.03.007

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (03) : 64 -74. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.03.007

一种基于重力正演理论的海底地形反演迭代算法

公维梁, 屠泽杰, 孙月文, 邢赛, 赵福玺, 阳凡林

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摘要

重力数据反演海底地形的方法是获取全球海底地形数据的重要途径。针对传统地形反演算法需要间接引入经验参数的问题，本研究以不采用经验公式为原则，从空间域方法入手，结合重力正演公式，建立重力异常与地形之间的解析观测方程，采用最小二乘方法进行求解。为了得到观测方程最优解，建立牛顿迭代关系，引入正则化参数，增强方程组的收敛性。顾及边缘效应对正演的影响，采用双线性插值算法对原始重力异常数据进行加密处理和无约束网格扩充以削弱误差。在太平洋海域(155°E～156°E,16°N～17°N)构建了1′×1′分辨率的海底地形模型，并通过船测水深数据验证。相比于传统空间域算法——重力地质法，本研究方法的均方根误差降低了12.7%,验证了其可行性与准确性。