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
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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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; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».