MATLAB实现的基于模拟退火算法的二度体重力异常正反演模拟系统

资 源 简 介

本项目提供完整的重力异常分析与反演解决方案，包含正演计算、模拟退火反演优化及可视化模块，可模拟二度体地下结构并反演其几何与物性参数，适用于地球物理研究与教学演示。

详 情 说 明

二度体重力异常模拟退火反演系统

项目介绍

本项目是一个基于模拟退火优化算法的二度体重力异常正反演模拟系统。系统集成了重力异常正演计算、反演优化和可视化分析三大功能模块，能够根据地表观测的重力异常数据，通过自适应模拟退火算法反演地下二度体的几何参数和物性参数。系统适用于地球物理勘探、地质构造解释等领域，为重力数据解释提供有效的数值模拟工具。

功能特性

• 高精度正演计算：采用基于FFT的频域计算或空间域棱柱体积分法，实现快速准确的重力异常正演模拟
• 智能反演优化：集成自适应模拟退火算法，具备温度自适应调度策略和状态接受准则，保证全局收敛性
• 正则化约束反演：支持模型平滑约束和先验信息融入，提高反演结果的稳定性和地质合理性
• 实时可视化分析：动态显示反演过程中的模型演化、拟合误差收敛曲线和最终反演结果对比
• 不确定性评估：提供参数灵敏度分析和反演结果置信区间估计，量化反演结果可靠性

使用方法

数据准备

1. 观测数据：准备测线位置坐标（x）和对应的重力异常观测值（Δg）
2. 初始模型：设定二度体初始几何参数（顶深、厚度、宽度等）和密度反差
3. 反演参数：配置模拟退火初始温度、降温速率、迭代次数和收敛阈值
4. 约束条件：设置模型参数上下界约束和密度取值范围

运行流程

1. 加载观测数据和初始模型参数
2. 设置反演控制参数和约束条件
3. 启动模拟退火反演优化过程
4. 实时监控反演进度和拟合效果
5. 查看最终反演结果和不确定性分析

结果解读

• 反演输出的最优二度体几何形态和物性参数
• 理论异常与观测数据的残差范数评估
• 可视化的反演前后模型对比图
• 参数灵敏度矩阵和置信区间分析

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：≥4GB RAM（推荐8GB以上）
• 磁盘空间：≥500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，主要功能包括：初始化用户界面与参数配置，调用正演计算模块生成理论重力异常，控制模拟退火反演优化过程的迭代执行，实时更新可视化显示反演状态与中间结果，最终输出反演模型参数与拟合质量评估报告，并执行不确定性分析与结果验证。