lesson 02 pend inversi geofisika

Upload: sesar-dwi

Post on 05-Jul-2018

219 views

Category:

Documents


0 download

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