Top Banner

of 48

Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

Jul 05, 2018

Download

Documents

Sesar Dwi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    1/48

    Pendahuluan Inversi Geofisika

    Pelajaran 02

     

    Dr. Sugeng Pribadi

    2016

    4/28/2016 1

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    2/48

    Outline

    • Metode Kuantitatif 

    • Teknik Pendukung

     –Pemrograman Matlab

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    3/48

    Part 2

    (or theories)

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    4/48

    A. Implicit Theory

    relationships between the data and the model are known

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    5/48

    Example

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    6/48

    measure

    mass,

    size, , , ,

     

    d=[ , , ,

    density,m=[

    f 1(d,m)=0

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    7/48

    note

     No guarantee that

    contains enough informationfor unique estimate m

    determining whether or not there is enoughis part of the inverse problem

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    8/48

    B. Explicit Theory

    the equation can be arranged so that is a function of

    = N  one equation per datum

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    9/48

    Example

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    10/48

    measure

    C== d=[ ,

    want to knowL=H=

     

    m=[ ,

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    11/48

    C. Linear Explicit Theory

    the function g(m) is a matrix times

     N rows and M columns

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    12/48

    C. Linear Explicit Theory

    the function g(m) is a matrix times

     N rows and M columns“data kernel”

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    13/48

    Example

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    14/48

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    15/48

    D. Linear Implicit Theory

    The relationships between the data are linear 

    rows

     N+M columns

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    16/48

    in all these examples m is discrete

    discrete inverse theory

    one could have a continuous m(x) instead

    continuous inverse theory

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    17/48

    as a discrete vector m

    in this course we will usually approximate

    a continuous m(x)

     m = [m( ), m(2 , m(3 … m(M  ]T

     but we will spend some time later in

    the course dealing with the continuous

     problem directly

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    18/48

    Part 3

    Some Examples

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    19/48

    0.5

    1

        d   e   g   C    )

    A. Fitting a straight line to data

    1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010-0.5

    0

    time, t (calendar years) 

       t   e   m   p

       e   r   a   t   u   r   e   a   n   o   m   a    l   y ,   T   i

        (

     

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    20/48

    each data pointis predicted by a

    straight line

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    21/48

    matrix formulation

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    22/48

    B. Fitting a parabola

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    23/48

    4/28/2016 23

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    24/48

    each data pointis predicted by a

    strquadratic curve

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    25/48

    matrix formulation

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    26/48

    straight line parabola

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    27/48

    Soal (1)

    1. Inversi linier, temperatur (Ti ) naik bertambah

    kedalaman dengan proses (m1,m2),

    m1 + m2 zi = Ti 

    NO DEP TEMP

    1 5 35.4

    2 16 50.1

    a, b, m = variable model

    T = variabel data (terikat)

    z, G = variabel bebas

    4/28/2016 27

    3 25 77.3

    4 40 92.3

    5 50 137.6

    6 60 147.07 70 180.8

    8 80 182.7

    9 90 188.5

    10 100 223.2

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    28/48

    Soal (1)

    1. Inversi linier, temperatur (Ti ) naik bertambah

    kedalaman dengan proses (m1,m2),

    m1 + m2 zi = Ti 

    NO DEP TEMP

    1 5 35.4

    2 16 50.1

    a, b, m = variable model

    T = variabel data (terikat)

    z, G = variabel bebas

      =

    4/28/2016 28

    3 25 77.3

    4 40 92.3

    5 50 137.6

    6 60 147.07 70 180.8

    8 80 182.7

    9 90 188.5

    10 100 223.2

     

    m1 + m2 z1= T1

    m1 + m2 z2= T2

    ………………….

    m1 + m2 z1= T10

    1 z1 t1

    1 z2 t2

    1 z3 t3

    1 z4 m1 t4

    1 z5 m2 t51 z6 t6

    1 z7 t7  

    1 z8 t8

    1 z9 t9

    1 z10 t10

     

    G.m = d 

    GT .G.m = GT .d 

    [GT .G]-1 . GT .G.m = [GT .G]-1 . GT .d 

    m = [GT .G]-1 . GT .d 

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    29/48

    Soal (2)2. Inversi parabola, modifikasi data temperatur Vs

    kedalaman, lebih rumit,

    m1 + m2 zi + m3 zi 2 = Ti 

    NO DEP TEMP

    1 5 20.8

    4/28/2016 29

    2 8 22.6

    3 14 25.3

    4 21 32.7

    5 30 41.5

    6 36 48.2

    7 45 63.7

    8 50 74.6

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    30/48

    Soal (2)2. Inversi parabola, modifikasi data temperatur Vs

    kedalaman, lebih rumit,

    m1 + m2 zi + m3 zi 2 = Ti 

    NO DEP TEMP

    1 5 20.8

    1 z1 z1^2 t1

    1 z2 z2^2 t2

    4/28/2016 30

    2 8 22.6

    3 14 25.3

    4 21 32.7

    5 30 41.5

    6 36 48.2

    7 45 63.7

    8 50 74.6

    1 z3 z3^2 t3

    1 z4 z4^2 m1 t4

    1 z5 z5^2 m2 t5

    1 z6 z6^2 m3 t61 z7 z7^2 t7  

    1 z8 z8^2 t8

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    31/48

    Berdasarkan metode seismik refleksitunggal horisontal, carilah nilai

    kecepatan (v) dan kedalaman (z) di

    lapisan !

    Diketahui kecepatan seismik konstan (V ),

     jarak ( x ), waktu (t ) 

    Rec Dist m Time s

    1 60 0.5147

    2 80 0.5151

    3 100 0.5155

    4 120 0.5161

    Soal (3)

    4/28/2016 31

    z v +x v =

    Model matematika

    m1+m2x2=t2

    m1= 4.z2/v2

    m2= 1/v2

    5 140 0.5167

    6 160 0.5175

    7 180 0.5183

    8 200 0.5192

    kecepatan = 2797 m/s ;

    kedalaman = 719 m

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    32/48

    PEMROGRAMAN MATLAB

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    33/48

    • Andry Pujirianto. 2004. Cepat Mahir Matlab.

    Kuliah berseri IlmuKomputer.com

    •http://www.mathworks.com/

    Acuan (referensi)

    • http://www.math.ohiou.edu/

    • http://www.miislita.com/information-

    retrieval-tutorial/matrix-tutorial-2-matrix-operations.html

    Operasi Matriks, LIB 33

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    34/48

    • Program untuk analisis dan komputasi numerik

    yang merupakan bahasa pemrograman

    matematika lanjutan dengan dasar pemikiran

    menggunakan sifat dan bentuk matrik

    MATrics LABoratoryMATrics LABoratory

     

    • Awalnya merupakan interface untuk koleksi rutin-

    rutin numerik LINPACK dan EISPACK yang

    menggunakan FORTRAN

    • Sekarang menjadi produk komersial Mathworks

    Inc. yang menggunakan C++

    PS Pend. Matematika UNEJ

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    35/48

    Gunakan untuk memasukkan variabel,menjalankan fungsi dan “m-file”.

    Command Window

    Ketik fungsi dan variabel pada “MATLAB

    prompt”

    MATLAB prompt

    Tampilan hasil

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    36/48

    • Semua kaidah dan aturan operasi matriks berlaku.

    • Mis. Matriks A dengan ukuran m x n (baris, kolom) dikalikan dengan matriks B berukuran sama p x q. AB

    hanya dapat dikalikan jika n= p. . Vektor kolom dianggap sebagai matriks p x 1 dan vektor baris 1 x q.

    • transpose dari vektor u, ukurannya 4 x 1

     a i an engan u,

    A*u

    Karena A adalah 3 x 4 dan u adalah 4 x 1, maka valid dan hasilnya vektor 3 x 1.

    Operasi Matriks, LIB 36

    ans =

    1234

    Masih ingat perkalianmatriks ini??

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    37/48

    • Mis. Membuat matriks 5 elemen.

    Gunakan tanda ; untuk memulai baris baru

    Membuat matriks sederhana

    A = [12 62 93 -8 22];

     

    Operasi Matriks, LIB 37

      = - - -

    A =

    12 62 93 -8 22

    16 2 87 43 91-4 17 -72 95 6

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    38/48

    • Mis. Membuat matriks acak ukuran U ukuran4 x 4

    Mengindeks matriks

    >> U=rand(4,4)

    U =

     

    • Ambil komponen baris 3 kolom 4

    Operasi Matriks, LIB 38

    . . . .0.2311 0.7621 0.4447 0.73820.6068 0.4565 0.6154 0.17630.4860 0.0185 0.7919 0.4057

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    39/48

    Ambil semua komponen baris 3

     

    >> U(3,:)

    ans =

    0.6068 0.4565 0.6154 0.1763

    • Ambil semua komponen kolom 2

    Operasi Matriks, LIB 39

    >> U(:,2)

    ans =

    0.89130.76210.45650.0185

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    40/48

    • Invers matriks U

    Contoh fungsi matematika

    >> inv(U)

    ans =

     

    Syarat inv dan det ; ukuran harusbujur sangkar

    Determinan matriks U

    Operasi Matriks, LIB 40

    . - . - . - .-0.7620 1.2122 1.7041 -1.2146-2.0408 1.4228 1.5538 1.37301.3075 -0.0183 -2.5483 0.6344

    >> det(U)

    ans =

    0.1155

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    41/48

    Operator in MATLAB

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    42/48

    4/28/2016 42

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    43/48

    each data pointis predicted by a

    strquadratic curve

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    44/48

    straight line parabola

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    45/48

    in MatLab

    G= ones N 1 t t.^2 

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    46/48

    in MatLab

    G= ones N 1 t t.^2 

    for k = 1:n

    G(k,1) = 1;

    G(k,2) = z(k);

    G(k,3) = z(k).^2;

    end

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    47/48

    G.m = d 

    GT .G.m = GT .d 

    GT .G -1 . GT .G.m = GT .G -1 . GT .d 

    in MatLab

     

    m = [GT .G]-1 . GT .d 

    In MATLAB m=inv(G’*G)*G’*d 

  • 8/15/2019 Lesson 02 Pend Inversi Geofisika

    48/48

    TUGAS INDIVIDU

    • Kerjakan soal 1 - 3 menggunakan cara:

     – Perhitungan manual (matrik) tulis tangan

     – Pemrograman MATLAB

     • r n -ou an r m so copy e:

    [email protected]

    • Kertas A4

    • Dikumpulkan hari Senin sebelum jam 16.00

    WIB

    4/28/2016 48