Bayesian joint muographic and gravimetric inversion applied to volcanoes
Notice bibliographique
Résumé
SUMMARY Gravimetry is a technique widely used to image the structure of the Earth. However, inversions are ill-posed and the imaging power of the technique rapidly decreases with depth. To overcome this limitation, muography, a new imaging technique relying on high energy atmospheric muons, has recently been developed. Because muography only provides integrated densities above the detector from a limited number of observation points, inversions are also ill-posed. Previous studies have shown that joint muographic and gravimetric inversions better reconstruct the 3-D density structure of volcanic edifices than independent density inversions. These studies address the ill-posedness of the joint problem by regularizing the solution with respect to a prior density model. However, the obtained solutions depend on some hyperparameters, which are either determined relative to a single test case or rely on ad-hoc parameters. This can lead to inaccurate retrieved models, sometimes associated with artefacts linked to the muon data acquisition. In this study, we use a synthetic example based on the Puy de Dôme volcano to determine a robust method to obtain the resulting model closest to the synthetic model and devoid of acquisition artefacts. We choose a Bayesian approach to include an a priori density model and a smoothing by a Gaussian spatial correlation function relying on two hyperparameters: an a priori density standard deviation and an isotropic spatial correlation length. This approach has the advantage to provide a posteriori standard deviations on the resulting densities. Using our synthetic volcano, we investigate the most reliable criterion to determine the hyperparameters. Our results suggest that k-fold Cross-Validation Sum of Squares and the Leave One Out methods are more robust criteria than the classically used L-curves. The determined hyperparameters allow to overcome the artefacts linked to the data acquisition geometry, even when only a limited number of muon telescopes is available. We also illustrate the behaviour of the inversion in case of offsets in the a priori density or in the data and show that they lead to recognizable structures that help identify them.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».