根据《广西科学技术奖励委员会办公室关于组织开展2024年度广西科学技术奖提名工作的通知（桂科奖办发〔2024〕1号）》（自然奖字〔2024〕2号）要求，我所作为第三参与完成单位对拟申报2024年度广西科学技术奖项目成果有关材料予以公示，项目名称为《卷积型积分快速、高精度数值计算新方法及其应用》，公示内容详见附件。公示时间为**日至**日，公示期内，有异议者，请以书面形式，并署真实姓名和联系电话，于**日下午17:00前，向我所反映，不署真实姓名的，不予受理。受理电话：010-*，纪检电话：010-*，邮箱：*@*ttp://**。

附件：2024年度广西科学技术奖（自然科学1.2）提名项目公示材料-卷积型积分快速、高精度数值计算新方法及其应用

2024年度广西科学技术奖（广西自然科学奖）提名公示信息

一、成果名称：卷积型积分快速、高精度数值计算新方法及其应用

二、拟提名类别/等级：二等奖、三等奖

三、提名者：广西壮族自治区教育厅

四、完成人：陈龙伟、吴乐园、欧阳芳、陈欣

五、完成单位：桂林理工大学、浙江工业大学、中国地震局地震预测研究所

六、成果简介：

卷积型积分是地球物理场（重力场、磁场、电磁场等）常用数学表示形式。地球物理场正演计算在解决地球科学问题中扮演着重要角色。复杂情形下地球物理场高效计算是正演的核心和难点，传统正演方法无法同时满足计算精度和计算时间要求。研究团队创新提出两种卷积型积分快速、高精度数值计算新方法，空间域BCE方法和波数域Gauss-FFT、Gauss-NUFFT方法，实现了快速、高精度地球物理场正演计算，成功解决了位场延拓、复杂地形和物性分布重磁正演、全球尺度重磁场正演等问题，主要科学发现如下：

（1）面向地磁导航的三维数据库构建新方法。申请者研发了一套具有自主知识产权的位场延拓软件系统，用于构建空间三维地磁数据库，核心算法均为自主研发。针对位场延拓中存在的向上延拓计算精度低、计算时间长，以及向下延拓深度小、不稳定等问题，提出了一种快速、高精度向上延拓空间域方法，结合正则化理论，提出一种稳定、大深度向下延拓方法。引入了蒙特卡洛-马尔科夫链技术，实现了延拓结果置信度的定量评估，为提升地磁匹配定位算法的鲁棒性和实用性提供了理论参考。位场延拓软件系统已被中国 (略) 、国防科技大学、海军某部采用，应用于我国武器系统地磁导航技术研发。

（2）全球尺度重力场和磁场快速、高精度数值计算新方法。成功解决了复杂形状和密度（磁化率）分布全球尺度重力场（磁场）计算精度和效率问题，在剖分网格为1000×1000×500，观测点个数为1000×1000情况下，在个人笔记本电脑（主频3.1GHz，内存32GB）上运行时间约为40秒。基于新方法和全球90米分辨率数字地形数据，计算了精细的全球地形重力响应，为构建高分辨率重力场模型提供了数据基础。

8篇代表性论文（专著）发表在Geophysical Journal International、Journal of Geodesy、Geophysics等期刊上。位场延拓软件系统已被中国 (略) 、国防科技大学、海军某部采用，应用于我国武器系统地磁导航技术研发。项目组获授权发明专利13件，计算机软件著作权17件，出版中文专著1部；获批国家自然科学基金面上项目1项，国家自然科学基金青年基金项目2项，广西自然科学基金重点项目1项。

七、代表性论文（专著）目录：

1.Longwei Chen, Lanbo Liu, 2019. Fast and accurate forward modelling of gravity field using prismatic grids, Geophysical Journal International, 216(2): 1062-1071.

2.Leyuan Wu and Longwei Chen, 2016. Fourier forward modeling of vector and tensor gravity fields due to prismatic bodies with variable density contrast, Geophysics, 81(1): G13-G26.

3.Fang Ouyang, Longwei Chen, Zhigang Shao, 2022. Fast calculation of gravitational effects using tesseroids with a polynomial density of arbitrary degree in depth. Journal of Geodesy, 96(12): 97.

4.Longwei Chen, Fang Ouyang, 2021. A FORTRAN program to model magnetic gradient tensor at high susceptibility using contraction integral equation method, Minerals, 11(10): 1129.

5.Chen Xin, Chen Long-Wei, Luo Tian-Ya, Xiong Bin, 2020. Fast forward modelling of gravity anomalies of two-dimensional bodies of arbitrary shape and density distribution, Applied Geophysics, 17(5-6): 776-783.

6.Fang Ouyang, Longwei Chen, 2020. Iterative magnetic forward modeling for high susceptibility based on integral equation and Gauss-fast Fourier transform, Geophysics, 85(1): J1-J13.

7.Leyuan Wu, Longwei Chen, Bin Wu, Bing Cheng and Qiang Lin, 2019. Improved Fourier modeling of gravity fields caused by polyhedral bodies: with applications to asteroid Bennu and comet 67P/Churyumov–Gerasimenko, Journal of Geodesy, 93(10): 1963-1984.

8.陈龙伟、曹聚亮、吴美平、吕云霄，“面向地磁导航的位场延拓空间域算法研究”, 国防工业出版社, 2015.10

八、候选个人合作情况：

候选个人陈龙伟（桂林理工大学）、吴乐园（浙江工业大学）、欧阳芳（中国地震局地震预测研究所）、陈欣（桂林理工大学）有着长期合作关系，7篇代表性论文的第一作者和通讯作者均为上述候选人，其中陈龙伟为卷积型积分空间域方法原始提出者，吴乐园为卷积型积分波数域方法原始提出者，欧阳芳和陈欣在此基础上成功将方法应用于重磁场正演计算。

根据《广西科学技术奖励委员会办公室关于组织开展2024年度广西科学技术奖提名工作的通知（桂科奖办发〔2024〕1号）》（自然奖字〔2024〕2号）要求，我所作为第三参与完成单位对拟申报2024年度广西科学技术奖项目成果有关材料予以公示，项目名称为《卷积型积分快速、高精度数值计算新方法及其应用》，公示内容详见附件。公示时间为**日至**日，公示期内，有异议者，请以书面形式，并署真实姓名和联系电话，于**日下午17:00前，向我所反映，不署真实姓名的，不予受理。受理电话：010-*，纪检电话：010-*，邮箱：*@*ttp://**。

附件：2024年度广西科学技术奖（自然科学1.2）提名项目公示材料-卷积型积分快速、高精度数值计算新方法及其应用

2024年度广西科学技术奖（广西自然科学奖）提名公示信息

一、成果名称：卷积型积分快速、高精度数值计算新方法及其应用

二、拟提名类别/等级：二等奖、三等奖

三、提名者：广西壮族自治区教育厅

四、完成人：陈龙伟、吴乐园、欧阳芳、陈欣

五、完成单位：桂林理工大学、浙江工业大学、中国地震局地震预测研究所

六、成果简介：

卷积型积分是地球物理场（重力场、磁场、电磁场等）常用数学表示形式。地球物理场正演计算在解决地球科学问题中扮演着重要角色。复杂情形下地球物理场高效计算是正演的核心和难点，传统正演方法无法同时满足计算精度和计算时间要求。研究团队创新提出两种卷积型积分快速、高精度数值计算新方法，空间域BCE方法和波数域Gauss-FFT、Gauss-NUFFT方法，实现了快速、高精度地球物理场正演计算，成功解决了位场延拓、复杂地形和物性分布重磁正演、全球尺度重磁场正演等问题，主要科学发现如下：

（1）面向地磁导航的三维数据库构建新方法。申请者研发了一套具有自主知识产权的位场延拓软件系统，用于构建空间三维地磁数据库，核心算法均为自主研发。针对位场延拓中存在的向上延拓计算精度低、计算时间长，以及向下延拓深度小、不稳定等问题，提出了一种快速、高精度向上延拓空间域方法，结合正则化理论，提出一种稳定、大深度向下延拓方法。引入了蒙特卡洛-马尔科夫链技术，实现了延拓结果置信度的定量评估，为提升地磁匹配定位算法的鲁棒性和实用性提供了理论参考。位场延拓软件系统已被中国 (略) 、国防科技大学、海军某部采用，应用于我国武器系统地磁导航技术研发。

（2）全球尺度重力场和磁场快速、高精度数值计算新方法。成功解决了复杂形状和密度（磁化率）分布全球尺度重力场（磁场）计算精度和效率问题，在剖分网格为1000×1000×500，观测点个数为1000×1000情况下，在个人笔记本电脑（主频3.1GHz，内存32GB）上运行时间约为40秒。基于新方法和全球90米分辨率数字地形数据，计算了精细的全球地形重力响应，为构建高分辨率重力场模型提供了数据基础。

8篇代表性论文（专著）发表在Geophysical Journal International、Journal of Geodesy、Geophysics等期刊上。位场延拓软件系统已被中国 (略) 、国防科技大学、海军某部采用，应用于我国武器系统地磁导航技术研发。项目组获授权发明专利13件，计算机软件著作权17件，出版中文专著1部；获批国家自然科学基金面上项目1项，国家自然科学基金青年基金项目2项，广西自然科学基金重点项目1项。

七、代表性论文（专著）目录：

1.Longwei Chen, Lanbo Liu, 2019. Fast and accurate forward modelling of gravity field using prismatic grids, Geophysical Journal International, 216(2): 1062-1071.

2.Leyuan Wu and Longwei Chen, 2016. Fourier forward modeling of vector and tensor gravity fields due to prismatic bodies with variable density contrast, Geophysics, 81(1): G13-G26.

3.Fang Ouyang, Longwei Chen, Zhigang Shao, 2022. Fast calculation of gravitational effects using tesseroids with a polynomial density of arbitrary degree in depth. Journal of Geodesy, 96(12): 97.

4.Longwei Chen, Fang Ouyang, 2021. A FORTRAN program to model magnetic gradient tensor at high susceptibility using contraction integral equation method, Minerals, 11(10): 1129.

5.Chen Xin, Chen Long-Wei, Luo Tian-Ya, Xiong Bin, 2020. Fast forward modelling of gravity anomalies of two-dimensional bodies of arbitrary shape and density distribution, Applied Geophysics, 17(5-6): 776-783.

6.Fang Ouyang, Longwei Chen, 2020. Iterative magnetic forward modeling for high susceptibility based on integral equation and Gauss-fast Fourier transform, Geophysics, 85(1): J1-J13.

7.Leyuan Wu, Longwei Chen, Bin Wu, Bing Cheng and Qiang Lin, 2019. Improved Fourier modeling of gravity fields caused by polyhedral bodies: with applications to asteroid Bennu and comet 67P/Churyumov–Gerasimenko, Journal of Geodesy, 93(10): 1963-1984.

8.陈龙伟、曹聚亮、吴美平、吕云霄，“面向地磁导航的位场延拓空间域算法研究”, 国防工业出版社, 2015.10

八、候选个人合作情况：

候选个人陈龙伟（桂林理工大学）、吴乐园（浙江工业大学）、欧阳芳（中国地震局地震预测研究所）、陈欣（桂林理工大学）有着长期合作关系，7篇代表性论文的第一作者和通讯作者均为上述候选人，其中陈龙伟为卷积型积分空间域方法原始提出者，吴乐园为卷积型积分波数域方法原始提出者，欧阳芳和陈欣在此基础上成功将方法应用于重磁场正演计算。