(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111373803.8 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 王旭龙　柳建新　范平阳　郭荣文　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 代理人 邱轶 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/15(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种二度体重力异常快速数值模拟方法、 装 置和设备 (57)摘要 本申请涉及一种二度体重力异常快速数值 模拟方法、 装置和计算机设备。 所述方法包括： 通 过根据待探测的目标体的分布， 构建二度体模 型， 同时将目标体进行网格剖分， 得到目标体密 度分布模型， 其中， 目标体密度分布模型的网格 间隔与二度体模型一致； 在此基础上， 给定二度 体重力异常公 式， 离散后计算核函数单元积分系 数， 最后通过一维快速离散卷积得到某一层模型 的重力异常， 通过累加可得到整个模 型的重力异 常。 本发明对目标区域和待探测的目标体分别构 建了网格模 型， 在计算重力异常时只需对目标体 网格进行积分， 极大地降低了内存需求， 减少了 积分系数计算， 在保证原有精度不变的前提下提 高了计算效率。 权利要求书3页 说明书12页 附图6页 CN 114065528 A 2022.02.18 CN 114065528 A 1.一种二度体重力异常快速数值模拟方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 根据待探测的目标体的分布， 构建目标区域的二度体模型； 所述二度体模型将所述目 标区域沿x轴方向均匀剖分， 沿z轴方向非均匀剖分， 形成多个长方形网格， 所述长方形网格 的中心点 为场点； 将所述目标体进行网格剖分， 以网格的中心点为源点， 并设定源点所在长方形的密度 值， 得到目标体密度分布模型； 所述 目标体密度分布模型 的网格间隔与所述二度体模型对 应部分的间隔一 致； 根据所述 二度体模型和所述目标体密度分布模型， 得到任一场点上的重力异常公式； 对所述重力异常公式进行离散， 得到任一观测高度上的重力异常积分公式； 所述重力 异常积分公式只在所述目标体密度分布模型区域进行积分； 所述重力异常积分公式中包括 源点的重力异常核函数 单元积分系数以及源点密度值； 根据所述重力异常积分公式， 得到任一观测高度 上任一层所述目标体密度分布模型产 生的重力异常一维卷积结果； 根据所述重力异常一维卷积结果， 在所述目标体密度分布模型的垂向进行累加， 得到 整个目标体密度分布模型产生的重力异常。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据 所述二度体模型和所述目标体密度分 布模型， 得到任一场点上的重力异常公式， 包括： 根据所述二度体模型和所述目标体密度分布模型， 得到任一场点上的重力异常公式 为： 其中， gz表示重力异常， G表示万有引力常数， (x,z)表示场点坐标， (x ′,z′)表示源点坐 标， ρ(x′,z′)表示源点密度值。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 对所述重力异常公式进行离散， 得到任一 观测高度上的重力异常积分公式， 包括： 对所述重力异常公式进行离 散， 得到任一观测高度上的重力异常积分公式为： 其中， (xi,z0)表示二度体模型中编号为(i,0)的小长 方形的中心坐标， (x ′m,z′n)表示目 标体密度分布 模型中编号为(m,n)的小长方形的中心坐 标； ρ(x′m,z′n)表示目标体密度分布 模型中编号为(m,n)小长方形的密度值； i＝0,1, …Nx‑1； m＝0,1, …Nxs‑1； n＝0,1, …Nzs‑1， Nx表示所述二度体模 型在x方向上剖分的网格数， Nxs表示所述目标体密度分布模型在 x方向 上剖分的网格数， Nzs表示所述目标体密度分布模型在z方向上剖分的网格数； f(xi‑x′m,z0‑ z′n)表示重力异常核函数 单元积分系数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 根据所述重力异常积分公式， 得到任一观 测高度上任一层所述目标体密度分布模型产生的重力异常一维卷积结果， 包括： 根据所述重力异常积分公式， 得到任一观测高度 上任一层所述目标体密度分布模型产 生的重力异常表示式：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114065528 A 2其中， 重力异常核函数 单元积分系数表示 为： Δx， Δz分别表示x方向和z方向的网格间隔。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 在得到任一观测高度 上任一层所述目标体 密度分布模型产生的重力异常表示式之后， 包括： 通过一维快速离散卷积算法实现所述重力异常核函数单元积分系数和所述源点密度 值的快速相乘。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 通过一维快速离散卷积算法实现所述重力 异常核函数 单元积分系数和所述源点密度值的快速相乘， 包括： 将所述重力异常核函数单元积分系数展开为向量形式， 得到重力异常核函数单元积分 系数向量 将所述源点密度值展开 为向量形式， 得到源点密度扩展向量 通过一维快速离散卷积算法实现所述重力异常核函数单元积分系数和所述源点密度 值的快速相乘： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114065528 A 3