用基于距离的先验模型参数化来解决空间反演问题
MathGeosci(2008)40:445–469
DOI10.1007/s11004-008-9154-8
ADistance-basedPriorModelParameterization
forConstrainingSolutionsofSpatialInverseProblemsSatomiSuzuki·JefCaers
Received:23January2007/Accepted:3December2007/Publishedonline:12March2008
©InternationalAssociationforMathematicalGeology2008
AbstractSpatialinverseproblemsintheEarthSciencesareoftenill-posed,requir-ingthespeci cationofapriormodeltoconstrainthenatureoftheinversesolutions.Otherwise,invertedmodelrealizationslackgeologicalrealism.Inspatialmodeling,suchpriormodeldeterminesthespatialvariabilityoftheinversesolution,forex-ampleasconstrainedbyavariogram,aBooleanmodel,oratrainingimage-basedmodel.Inmanycases,particularlyinsubsurfacemodeling,onelackstheamountofdatatofullydeterminethenatureofthespatialvariability.Forexample,manydiffer-enttrainingimagescouldbeproposedforagivenstudyarea.Suchalternativetrainingimagesorscenariosrelatetothedifferentpossiblegeologicalconceptseachexhibit-ingadistinctivegeologicalarchitecture.Manyinversemethodsrelyonpriorsthatrepresentasinglesubjectivelychosengeologicalconcept(asinglevariogramwithinamulti-Gaussianmodelorasingletrainingimage).Thispaperproposesanovelandpracticalparameterizationofthepriormodelallowingseveraldiscretechoicesofge-ologicalarchitectureswithintheprior.Thismethoddoesnotattempttoparameterizethepossiblycomplexarchitecturesbyasetofmodelparameters.Instead,alargesetofpriormodelrealizationsisprovidedinadvance,bymeansofMonteCarlosimu-lation,wherethetrainingimageisrandomized.Theparameterizationisachievedbyde ningametricspacewhichaccommodatesthislargesetofmodelrealizations.Thismetricspaceisequippedwitha“similaritydistance”functionoradistancefunctionthatmeasuresthesimilarityofgeometrybetweenanytwomodelrealizationsrelevanttotheproblemathand.Throughexamples,inversesolutionscanbeef cientlyfoundinthismetricspaceusingasimplestochasticsearchmethod.
KeywordsDistancefunction·Stochasticsearch·Inverseproblems·GeostatisticsS.Suzuki·J.Caers()
DepartmentofEnergyResourcesEngineering,StanfordUniversity,367PanamaStreet,Stanford,CA94305,USA
e-mail:jcaers@stanford.edu
S.Suzuki
e-mail:ssuzuki@stanford.edu
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