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1.
《地球物理学进展》1989,(3)
本文提出了由地震折射波初至走时确定二维速度结构的一种迭代层析成象反演方法。该方法适宜源检距密于常规剖面的折射剖面,反演方法基于线性化问题的迭代解,可用来确定连续变化的速度和亚水平(Subhorizontal)介面的几何形状。每次迭代中,都用试射法,进行两点射线追踪以构成线性方程组。速度场用速度梯度为常数的三角单元的速度来确定,射线路径可解析计算。根据正问题的各别的线性化公式,考虑了两种不同的反演方法。用线性化走时-速度雅可比行列武反演比用类似于普通级数展开法的慢度公式得到的结果要好。有关分辨率的实例表明,由于射线几何特性、分辨率随深度而下降,引起了水平模糊以及源- 相似文献
2.
《地球物理学进展》1991,(1)
广义的地震反演等于同时进行偏移和反射波层析成象。与医学成象法一样,当源与接收器位于研究区周围时衍射层析成象和反演效果最佳。理论研究已表明,用表面地震反射资料反演可求出速度挠动波数谱上的高垂直波数部分,但低垂直波数部分必须分步骤地得出(如速度分析或反射层析成象法)。作者提出了一种非线性迭代反演法。该法不断地修正非常数背景速度,得出了可分别用偏移和层析成象法分辨的全部波数谱。背景速度必须含有反射面以便能提供穿过大地的上行和下行射线路径,从而提供低波数信息。把地表源与隐伏镜像检波器之间看作为下行传播路径;地震检波器与镜像源之间看作上行传播路径。源和接收器的覆盖区效果上与医学成象一样,虽然虚源与虚检波器的深度必须在求反射面深度的反演过程中确定。理论例子证明理论预计是正确的,并且表明即使没有反射面的先验信息也可同时得出反射面位置和层速度。但是通常要求一个初始模型具有好的低波数谱,以保证反演解的整体收敛。 相似文献
3.
高频假设下的地震射线理论以及相应的地震成像理论表明,在射线稀疏条件下,不可能得到较高分辨率的构造成像;而有限频射线理论更符合实际地震的传播规律,即地震波的走时不仅与中心射线(传统的几何射线)上的速度分布有关,而且与中心射线附近一定范围(称其为第一菲涅耳体)内的速度异常分布有关.鉴于此,本文提出了计算多震相地震波菲涅耳体有限频射线的方法,并定义了走时敏感核函数,同时给出了利用多震相菲涅耳体有限频射线进行速度模型和反射界面同时反演成像的公式.利用多震相走时资料,使用传统射线层析成像方法与有限频射线层析成像方法进行了速度和界面的同时反演成像.结果表明,当射线密度较小时,无论是对速度模型的重建还是对反射界面几何形状的更新,有限频射线层析成像方法均优于传统射线层析成像方法, 而变频有限频射线层析成像则是实际地震层析成像的首选反演算法. 相似文献
4.
《地球物理学进展》1990,(2)
多数井间地震走时层析成象法是将震源到接收器间的射线路径近似为直线,但这只有当研究区域速度变化较小时才有效.实际上许多地区都可观测到速度变化达到10—20%以上,引起显著的射线弯曲.虽然在研究井间成象问题时有人已考虑到这一非线性效应.但多数结果并不令人满意.本文提出一种二维射线追踪的迭代反演方法并成功地应用于野外实测数据. 本方法是先进行迭代射线追踪然后来修改速度模型.每次迭代都把在当前模型中经射线追踪计算得到的理论走时与观测走时之差通过线性方程组与未知的速度扰动联系起来,并通过阻尼最小二乘法求出用来修改模型的速度扰动.迭代一直进行到理论走时与观测资料拟合到给定误差,或走时拟合无法再改进时为止.理论模拟表明本方法经几次迭代后就可收敛到正确解. 利用这一方法处理了结晶岩地区的实测井间地震实验数据.地震波的频率范围是1—6.6 kHz,允许的分辨率为几米.得到的速度图象与其它地质和地球物理资料十分吻合.根据求解的速度模型计算出的马斯洛夫(Maslov)理论地震图与实际波形图相当一致,这也有力地验证了本反演方法的有效性. 相似文献
5.
《地球物理学进展》1991,(2)
过去十多年中三维速度模型的走时计算已变成很平常的事了,已经研究出处理初值问题的许多方法,初值问题是从已知震源位置和迹线向一定距离的地表追踪射线。对三维模型中更为困难的边值射线追踪问题重视得不够。在三维边值射线追踪问题中,源和接收器的位置都是已知的,在固定的端点之间找出一个或多个极小时间路径。本文提出了用于边值射线追踪的新方法,该方法使用普通数值积分求解初值问题并迭代修正发射角直到射线到达接收器为止。由于用描述波前的几何扩散的表达式来确定任何时间的射线与从源发出的发射角之间的关系,使这类‘试射’技术更有效。数值积分的使用使得这种方法适合于各种各样的构造,这些构造包括速度随深度平滑变化的模型以及那些有任意指向的间断面的模型。本文给出了走时精度的研究及几类速度模型效率的讨论。为了改进第一对猜想的发射角,必须解小规模非线性反演问题,在穿过接收平面上,接收器位置与射线的波至点之间的差值将失配面描述成射线的两个发射角函数。即使对相对简单的一维速度模型,失配面的形状可具有局部极小值和多个‘总体’极小值,该研究使人们对小规模的地球物理反演问题的非线性将有深入的了解。 相似文献
6.
许多井间地震走时的层析成象解释方法是将震源和接收器之间的射线路径近似为直线,而不管射线路径上速度结构的不均匀性效应。当速度没有多大变化时,这样的近似是有效的。在许多地区观察到的速度横向变化为10—20％,甚至更多,这引起了射线相当大的弯曲。有些工作已经考虑了这种非线性效应,但在应用于井间地震问题时,还没有出现许多成功的实例。在这里我们提出了一个基于二维射线追踪的迭代反演方法,并成功地应用于野外资料。这个解释方法是由迭代射线追踪和更新速度模型来实现的。在每次迭代中,通过一个线性方程组将资料和由射线追踪得到的当前模型的走时差值与未知的速度扰动量联系起来。用阻尼最小二乘法求得这个速度扰动量,并因此更改模型。这个迭代过程一直进行到合成走时和野外资料间的拟合达到给定的误差范围之内,或者直到走时拟合不再有改进为止。我们把这个方法应用于结晶岩中井间试验所得的野外资料(Wong,1983)。地震图的频率范围是1—6.6kHz,允许速度结构的分辨率达到几米的数量级,所得的速度图象与其它地质和地球物理数据符合得很好。 相似文献
7.
8.
采用新近提出的多次波射线追踪正演算法,结合共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘最优化反演问题,分析讨论了利用多震相走时资料进行联合反演成像的方法及技术.考虑到不同震相走时的拾取误差不同,反演算法中引入了不同震相种类数据的权系数; 由于同时反演速度模型和反射界面起伏中不同模型参数变化对走时影响程度的不同, Jacobi偏导矩阵元素中引入了不同参数的归一化因子; 另外,为了克服射线密度过大(或过小)区域速度模型的过度(或欠)更新问题,反演算法中引入了等权射线密度的概念.几种数值模拟实例表明(含噪声敏感性试验): 多波走时的联合或同时反演成像技术是一种提高走时成像空间分辨率,进而降低重建模型失真度行之有效的方法. 相似文献
9.
非线性地球物理反演方法:回顾与展望 总被引：19，自引：13，他引：19
自20世纪90年代以来，非线性地球物理反演方法已走向成熟，这些方法包括线性化迭代法，仿真淬火法，遗传算法及联合反演方法等，线性化迭代反演基于开放物理系统状态发生相变的原理，要进一步改善模型参数化的技术和迭代过程的自组织；仿真淬火法与遗传算法基于自然过程的指数率或生物演化的优生率，可以相互结合以提高解估计的分辨率与置信度；联合反演要结合岩石物理性质的统计规律，才能取得兼容地质与综合方法的应用效果，地球动力学中的反问题不仅涉及偏微分方程系数项的求解，而且涉及初始条件或初始边界的求解，对地球动力学作用过程研究特别重要。 相似文献
10.
地震波场反演的BG－逆散射方法 总被引：5，自引：0，他引：5
本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法，旨在取得高分辨率的地球模型．这种方法用Ｂａｃｋｕｓ－Ｇｉｌｂｅｒｔ的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式，用逆散射原理导出泛函的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组．根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则，设计了可供实用的反演算法流程． 相似文献
11.
本文介绍了多震相的层析成像的思路和算法，通过穿透和反射走时可以同时作出２维和３维慢度（速度的倒数）重建。我们分析了在穿透和反射数据中确定速度和深度的不确定性，并认识到深度扰动对反射走时异常比慢度扰动更敏感。由不同波类型所提供的对速度和深度的约束，这个算法实际上减少了在一般反射层析成像在速度和深度之间的不确定性，并且也避免了在穿透层析成像中的不确定问题。线性化反演是通过从反射界面深度由分离速度参数迭代进行的。使用一个快速的２－Ｄ和３－Ｄ射线跟踪算法来计算穿透和反射走时和对幔度及反射界面深度的偏导数。深度和速度都用立方Ｂ样条函数来进行参数化。合成例子表明，当同时考虑穿透和反射时间，层析成像的结果得到改进。这个方法也应用到英国煤炭测量局（ＢｒｉｔｉｓｈＣｏａｌＭｅａｓｕｒｅｓ）沿跨线排列所记录的逆ＶＳＰ数据组。通过使用波形配合技术，用同时确定时间延迟和叠加权，可以自动拾取旅行时间。所观察到的逆ＶＳＰ层析成像可比周围介质具有较低速度的两个断层区域成像。断层的位置由附近的反射测线所确定。本文还讨论了在复杂２－Ｄ和３－Ｄ非均匀各向同性介质中地震射线跟踪方法。界面的几何形状和水平速度场都通过使用非均匀步长立方Ｂ－样条节点 相似文献
12.
地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明：直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少. 相似文献
13.
三维地质模型中地震波共轭梯度非线性走时反演 总被引：2，自引：0，他引：2
地震体波走时层析成像是探测地球内部速度结构的重要方法之一。基于三维块状建模以及三角形拼接的界面描述方式,结合快速高效的逐段迭代射线追踪方法,获得三维复杂地质模型中的地震射线路径与走时信息,采用共轭梯度非线性反演算法,进行地震波走时反演。实验结果表明共轭梯度反演算法在三维层状模型中具有较高的有效性。 相似文献
14.
本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法，旨在取得高分辨率的地球模型．这种方法用Ｂａｃｋｕｓ－Ｇｉｌｂｅｒｔ的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式，用逆散射原理导出泛函的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组．根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则，设计了可供实用的反演算法流程． 相似文献
15.
本文用一个纵波信息，对一维声波方程的速度和源函数进行联合反演，并考虑到声波方程的反问题是一个不适应问题，对源函数和波速分别和正则化法分步迭代求解，减少反问题的计算工作量，改善该问题的计算稳定性，为计算实际工程和岩性学问题供了一种方法。文中给出只用一个反问题补充条件同时进行多参数反演的公式，并对相应的数值算例进行分析和比较。 相似文献
16.
非线性地震道的混沌反演——Ⅱ.关于Lyapunov指数和吸引子 总被引：29，自引：4，他引：25
在本文上篇《非线性地震道的混沌反演--1.理论和数值试验》中讨论了非线性反问题逐次线性化方法及迭代过程的系统特性、递推法和广义线性反演法输出波阻抗序列的特征。本篇参照混沌理论中关于Lyapunov指数、相空间和吸引子的概念,深入研究逐次线性化迭代的状态变化的阶段性及其定量描述.当引用相空间描述系统的演化时,对于随迭代变化的阻尼因子可以发现几种吸引子.最后,总结了非线性地震混沌反演的要点,指出非线性反演迭代的复杂阶段性要川混沌理论来描述,而Lyapunov指数等才是控制迭代过程的实质性参数. 相似文献
17.
《地球物理学进展》2016,(4)
使用Zelt和Barton的方法,通过一个计算效率高的有限差分求解eikonal方程,正演计算走时和射线路径.使用最小二乘QR分解法,求解稀疏线性系统方程组.使用正则化层析反演,结合用户给定的最小的、最平坦和最平滑的扰动限制,每一个加权因子随深度变化.结合数据残差和模型粗糙度的最小化,为数据残差提供一个最平滑的近似模型.该反演方法为非线性反演,需要一个初始模型,在每一次迭代时,需要计算新的射线路径.使用二维初至走时数据,对某油田二维井间地震实际资料进行无限频率初至走时层析反演.将反演所得到的速度与井的测井速度曲线相比较,二者吻合程度较高,表明该反演方法所得速度的分辨率比较高.证实了二维无限频率初至走时层析反演可以为全波形反演提供一个分辨率较高的长波长速度模型,从而为全波形反演井间地震实际资料提供了一个比较可靠的初始速度模型. 相似文献
18.
二维反射地震成象—界面与速度的联合反演 总被引：8，自引：0，他引：8
介绍了利用反射走时联合反演地震界面起伏形态和速度横向分布的方法。正问题采用了一种简单而有效的二维介质中两点射线追踪方法，反问题在广义最小二乘意义下求解，描述界面和速度的两类参数不必要先进行分离，数值模拟的结果表明方法是有效的。处理了通过唐山震区的各庄－丰南－丰宁深地震测深剖面，得到了意义的结果。 相似文献
19.
《地球物理学进展》1990,(3)
本文将线性层析与Herglotz-Wiechert反演公式进行了比较.二维和三维速度结构的层析反演使用了沿射线的线积分,而且可以以Radon交换的形式写出.对球对称介质,Radon变换可简化为Abel交换.因而对于直的射线路径,走时的Abel交换正是一维球对称介质的层析算法.Herglotz-Wiechert,公式应用地震走时资料反演一维地球结构,且通过Abel交换用精确的射线轨进推导.这是有历史意义的,因为它意味若特定的类似于层析的一种方法从本世纪初就应用在地反学中了(Her目心,1907,,八“h口t,1910).用数值例子比较了He叼otz一Wiechert算法和沿宜射线的线性层析.由Her川侧tZ刃犷沮忱h.时算法于特定条件下(无低速层)可应用于非直射线路径,它与层析的联系在评价推广到布曲射线中的层析结果的非唯一性方面非常有用. 相似文献
20.
非线性地震道的混沌反演——Ⅱ.关于Lyapunov指数和吸引子 总被引：3，自引：0，他引：3
在本文上篇《非线性地震道的混沌反演——1.理论和数值试验》中讨论了非线性反问题逐次线性化方法及迭代过程的系统特性、递推法和广义线性反演法输出波阻抗序列的特征。本篇参照混沌理论中关于Lyapunov指数、相空间和吸引子的概念,深入研究逐次线性化迭代的状态变化的阶段性及其定量描述.当引用相空间描述系统的演化时,对于随迭代变化的阻尼因子可以发现几种吸引子.最后,总结了非线性地震混沌反演的要点,指出非线性反演迭代的复杂阶段性要川混沌理论来描述,而Lyapunov指数等才是控制迭代过程的实质性参数. 相似文献