近日，勘探地球物理权威期刊Geophysics在线发表了团队最新研究成果“Comparison and application of downward continuation methods for potential field data”。该论文总结回顾了多种主流的向下延拓方法，采用合成数据对这些方法的延拓深度和噪声鲁棒性进行了比较和讨论，然后应用于新疆坡北地区的磁异常数据。第一作者为博士研究生汪天池同学，通讯作者为刘双教授。

        向下延拓是一项重要的位场数据处理技术。它根据实测的重磁数据确定更接近异常源的位场，从而使延拓面更接近异常源。向下延拓可以提高观测平面以下所有异常源的短波分量，进而增强对这些异常源的探测能力，提高位场数据的水平分辨率。

        然而，与向上延拓不同，向下延拓在频谱上表现为高通滤波特性。频域中的向下延拓算子随延拓深度呈指数级增长，这导致高频噪声被迅速放大，从而掩盖了延拓场中的有效信息。在此，本文回顾了13种不同的向下延拓方法，并将其分为五类。通过使用迭代Landweber形式，积分方程方法的噪声鲁棒性得到了改善。基于高频截断的频域方法无需迭代，计算速度快。使用高斯-拉普拉斯算子计算二阶垂直导数，增强了基于泰勒级数展开方法的噪声鲁棒性。对延拓深度进行分割，然后进一步向下延拓，可以提高外推法的精确度。位于分母中的高阶导数项会导致基于连分式级数展开方法不稳定，因此必须对该类方法获得的延拓场进行中值滤波处理。

图1 三维模型及磁异常

图2 不同方法计算的向下延拓场

图3 噪声测试

图4 实测数据测试

该研究获国家自然科学基金（41874100、42122030）资助。

论文信息：Wang, T., S. Liu, H. Cai and X. Hu, Comparison and application of downward continuation methods for potential field data: Geophysics, 2023, doi: https://doi.org/10.1190/geo2022-0520.1.

论文链接：https://library.seg.org/doi/10.1190/geo2022-0520.1.