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《基于回歸分析的衛(wèi)星測高布格重力異常求取.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、長江大學(xué)學(xué)報(自科版)2014年1月號理工上旬刊第11卷第1期JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Jan．2014，Vo1．11No．1基于回歸分析的衛(wèi)星測高布格重力異常求取胡楨千，張春灌，任祖松劉一超一．一～一(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安71oo65)，何永清一一?一???一????一[摘要]根據(jù)海洋衛(wèi)星測高技術(shù)推算出具有較高分辨率的海洋大地水準面高，基于重力場理論可計算得到衛(wèi)星測高自由空氣重力異常，再進行相關(guān)的校正可得到衛(wèi)星測高布格重力異常。提出
2、了一種新的方法計算衛(wèi)星測高布格重力異常：基于一元線性回歸分析方法，對已知海域船測布格重力異常和衛(wèi)星測高自由空氣重力異常間的相關(guān)性進行研究，計算出回歸方程，進而求取相鄰未知海域的衛(wèi)星測高布格重力異常。研究結(jié)果表明，在海底地形起伏變化不大時，利用一元線性回歸分析方法求取的衛(wèi)星測高布格重力異常，能滿足中等或者小比例尺的海洋地質(zhì)與資源調(diào)查。[關(guān)鍵詞]衛(wèi)星測高重力異常；船測重力異常；回歸分析[中圖分類號]0212．1；P138．2[文獻標志碼]A[文章編號]1673—1409(2014)01—0021—0320世
3、紀8O年代初，衛(wèi)星測高重力異常分辨能力達到30～40km，開始應(yīng)用于難以開展實測工作的海洋地質(zhì)構(gòu)造研究，尤其是板塊構(gòu)造與盆地構(gòu)造研究]。2o世紀9o年代以后，美國與英國都進一步研究與提高了衛(wèi)星測高重力的分辨力，基本達到了20kin，衛(wèi)星測高重力被石油公司用于海洋油氣快速普查與早期評價，一些盆地的應(yīng)用取得了較好的地質(zhì)效果ll]。21世紀初，衛(wèi)星測高重力的分辨力已經(jīng)達到15kin，目前，衛(wèi)星測高重力異常的分辨力已經(jīng)接近10~8km和4×10一m／s的觀測精度，已經(jīng)用于中等比例尺的海洋地質(zhì)與資源調(diào)查[1。]。
4、下面，筆者在對重力資料精度要求不高的情況下，基于一元線性回歸分析方法，對船測布格重力異常和衛(wèi)星測高自由空氣重力異常進行了回歸分析，獲得了回歸方程，進而利用回歸方程計算了衛(wèi)星測高布格重力異常。1問題的提出衛(wèi)星對地觀測當前主要是海洋衛(wèi)星測高技術(shù)]。由于水對雷達頻域中的微波脈沖具有良好的反射性，所以衛(wèi)星測高技術(shù)特別適用于海洋，能用于確定海洋大地水準面和海洋重力異常，目前尚不能應(yīng)用于陸地。海洋衛(wèi)星測高技術(shù)是利用星載雷達測高儀向海面發(fā)射脈沖信號，經(jīng)海面反射后由衛(wèi)星接收，根據(jù)衛(wèi)星的軌道位置并考慮到海潮、海流、海風(fēng)、
5、海水鹽度及大氣壓等因素的影響，推求海洋大地水準面高]。根據(jù)衛(wèi)星的軌道位置推算出的海洋大地水準面高，它具有較高的分辨率，可根據(jù)重力場理論計算得到自由空氣重力異常，再進行相關(guān)的改正，可得到相應(yīng)的布格重力異常_1。對于近海，許多國家都開展了精度相對較高的船測重力測量工作。而對于離岸相對較遠的海域，由于受政治爭端等各種條件的影響，船測重力測量工作很難開展或者無法開展，這種情況下，可選擇利用衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)計算重力異常。相對于衛(wèi)星測高布格重力異常，衛(wèi)星測高自由空氣重力異常相對容易獲得。由自由空氣重力異常計算布格重力異
6、常過程中，海水校正相對復(fù)雜。對于海底地形起伏較小的情況下，可以研究已知海域船測布格重力異常和衛(wèi)星測高自由空氣重力異常間的相關(guān)性，利用一元線性回歸分析方法計算出預(yù)測方程，進而求取未知海域的衛(wèi)星測高布格重力異常。2一元線性回歸分析方法原理回歸分析中，只包括一個自變量和一個因變量，且2者的關(guān)系可用一條直線近似表示，這種回歸分[收稿日期]2013—09—23[基金項目]國土資源部油氣項目(GT—Yu—QQ20085—14)；西安石油大學(xué)大學(xué)生科研訓(xùn)I練計劃資助項目。[作者簡介]胡楨干(1992一)，男，現(xiàn)主要從
7、事應(yīng)用地球物理學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)。[通訊作者]張春灌(1981一)，男，碩士，講師，現(xiàn)主要從事地球物理資料綜合解釋及構(gòu)造地球物理方面的教學(xué)與研究工作；E·22·理工上旬刊*數(shù)理科學(xué)與應(yīng)用20i4年i月析稱為一元線性回歸分析。一元線性回歸分析是研究2個變量的線性相關(guān)性，它不僅可以說明2個變量是否一起變化，還可以計算出預(yù)測方程以預(yù)計這2個變量是如何一起變化的[11-12]。預(yù)測方程的形式為：Y一+口(1)方程(1)通常叫作回歸方程。其中，Y為因變量；為自變量；a是常數(shù)項；b是一元回歸系數(shù)。一般，線性回歸都可以通過
8、最小二乘法求出其方程：∑(x～)(y一)i=1∑(x～)(2)=Iy—bX式中，為樣本數(shù)；X、y、、分別為2個變量的觀測值和均值。若b>0，表明2變量是正相關(guān)；若b<0，表明2變量是負相關(guān)。3衛(wèi)星測高布格重力異常的計算選取黃海海域青島東部地區(qū)作為研究區(qū)域，海底地形起伏見圖1，已知船測布格重力資料范圍見圖2，衛(wèi)星測高自由空氣重力異常見圖3。由圖I可見，自西向東，該區(qū)海域海水逐漸變深，但是海底起伏變化圖I海底地形圖(圖中數(shù)字單位：m)相對較平緩
