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快速行进法(FMM)是一种求解程函方程数值解计算网格节点走时,然后向后处理进行射线追踪的方法.为了求取任意起伏界面下高精度多震相的地震走时与相应的射线路径,本文采用任意起伏地表条件下的的三维不等距上行差分公式结合分区多步计算技术实现了三维复杂层状起伏介质中多震相(透射、反射、转换波)地震走时的计算,利用上行有限差分公式逐次进行射线路径的追踪,并且通过与较为成熟的不规则最短路径法(ISPM)对比,验证了本算法的计算精度和有效性.数值模拟实例和对比结果表明该算法具有较高的计算精度,数值计算稳健,能灵活处理含任意三维起伏界面模型中多震相地震走时及相应射线路径的追踪问题. 相似文献
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针对层析成像模型矩形网格剖分存在的一些问题,提出了复杂结构三角网最小走时射线追踪层析成像方法。以Delaunay三角剖分的优化准则,根据模型点、线、面的几何结构关系,进行三角网格剖分;采用三角网波行面扩展法计算声波初至走时,追踪出任意接收点至激发点处的射线路径,射线路径包含了从接收点至源点的坐标、所在三角单元等信息,形成矩阵方程。应用稳定性较好的联合迭代重构技术求解矩阵方程,得到模型的速度分布。数值模拟结果表明,三角网射线层析成像方法分辨率高,成像结果更接近实际结构形态,有效地解决了矩形网剖分对复杂区域网格参数化灵活性差,速度界面描述精度低等问题。 相似文献
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为了解决三维复杂介质的射线追踪,本文改变了传统的三维层状地层的建模描述方式,提出了块状结构的建模描述方法,结合三角形面片来描述地质界面,可以构造非常复杂的三维地质模型．为了满足射线追踪的需要,本文对模型界面内的法向量进行光滑处理,光滑后的法向量在界面内是连续变化的．在块状模型的基础上,本文运用三角形的面积坐标,提出了几种试射角度的修正方法：细分三角形法、分割三角形法和子三角形法,计算表明子三角形法最好．文中给出了三维块状模型和射线追踪实例． 相似文献
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地壳和上地幔三维速度与界面结构层析成像——理论部分 总被引：2，自引：0，他引：2
提出了一种三维模型参数化方法,使得正问题和反问题可以用解析式表达．地壳和上地幔速度与界面结构分别由一组非常光滑的函数描述．在正问题和反问题中,使用了初值射线追踪方法,走时对模型网格节点参数的偏微商在射线追踪的同时进行了解析计算．由于速度和界面函数具有二阶连续偏微商,由射线路径的发散和聚焦在地表引起的影区可以避免．射线追踪之后,可以获得由矩阵和矢量组成的反问题．解决反问题使用了具有阻尼因子的奇异值分解法．一组由几条纵剖面组成的合成数据被用来进行数值模拟计算,结果表明方法是健全的．与二维方法比较,在地壳模型非常复杂的情况下,三维反演方法可以给出准确的速度结构和界面位置． 相似文献
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地震射线追踪是地震定位、层析成像、偏移等领域的重要正演环节.随着这些领域研究的深入,针对传统的网格结构和层状结构在描述复杂地质模型遇到的很大困难,我们采用大小不等、形状各异的地质块组成的集合体来描述三维复杂地质模型,并用三角形面片来描述地质块之间的物性间断面,理论上可以描述任意复杂的地质模型.为适应任意非均匀速度分布的地质模型,基于费马原理,本文发展了与之相适应的逐段迭代射线追踪方法.该方法属于弯曲法范畴,对路径点采用一阶显式增量修正,相对于传统的迭代法,高效省时.数值试验表明,联合逐段迭代法和伪弯曲法的射线追踪扰动修正方案在三维复杂非均匀块状模型中有适用性和高效性. 相似文献
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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
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提出了一种快速准确的水平层状介质中两点间的射线追踪方法. 该方法对任意复杂的水平层状速度结构、 任意大小的入射角都能稳定、 快速、 准确地收敛. 将本方法分别与伪弯曲法和Kim方法进行了比较. 结果表明: 本方法比伪弯曲法的计算效率和计算精度更高, 但是只适用于一维速度结构; 在入射角不大的情况下, Kim方法与本方法效果相当. 在大入射角的情况下, Kim方法失效, 但本方法能快速稳定地收敛到真解. 本文提出的射线追踪方法为很多实际地震问题提供了强有力的工具, 但适用范围仅限于水平层状介质. 相似文献
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TTI介质是石油地震勘探领域最常用的各向异性介质,快速计算TTI介质射线路径和走时信息有重要的研究意义.TTI介质传统运动学射线追踪方法一般基于任意弹性介质射线方程,利用Bond变换或者四阶张量变换来处理复杂的21个弹性参数,因而非常耗时.实际野外对称轴统一的TTI介质模型,一般可以看成VTI介质模型旋转一定角度获得.为此,本文推导了三维VTI介质射线追踪方程,提出先在本构坐标系中进行VTI介质射线追踪,再通过坐标旋转将射线路径旋转至观测坐标系中,获得TTI介质射线路径.数值模型计算表明该方法高效和精确,较传统方法效率提高了近4倍.在强各向异性等特殊情况下,体波波前面都与理论群速度面一致. 相似文献
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三维结构中两点射线追踪的分步搜索法 总被引：3，自引：0，他引：3
在三维射线追踪中,一般都必须同时考虑引起壳幔结构非均匀性的介质及构造因素．本研究用类似于计算机辅助设计中图形产生的方法,生成三维结构模型．在Cerveny等三维复杂结构中全射线追踪算法的基础上,提出一种在三维横向非均匀结构中进行两点射线追踪的分步搜索法,并给出了数值计算实例． 相似文献
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界面二次源法是最近提出的一种最小走时射线追踪方法，尤其适合层状介质中走时和射线路径的计算.该方法相对于传统的最小走时树方法（如Moser法），仅在物性界面上设置二次源，射线路径的方向只在层界面处发生改变，该方法最大程度地消除了射线路径的锯齿状现象，同时也避免了低变速区的射线路径多值现象，因此，它具有更高的追踪精度和效率.本文采用界面二次源法在各向同性介质中实现了PS转换波射线追踪，理论模型的计算证实了界面二次源法追踪PS转换波的准确性和高效性，同时该方法在各向异性介质中也很好地追踪出分离的PSV波和PSH波，因此该方法有利于横波分裂在地震勘探中的研究和应用 相似文献
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提出了具有间断面的球形地球三维射线追踪的伪弯曲方法。该方法的基础是一阶近似3点扰动,同时曲线坐标中的斯奈尔定律应用到间断面上。我们通过与解析解和弯曲法结果的比较,证实了不同速度模型中伪弯曲方法射线追踪的计算精度和有效性。尽管有效性的改善是明显的,但它将随着间断面数量的增加而减小。尽管弯曲法精确,但在某些情况下亦可能是计算不稳定的。因此,伪弯曲法在射线自动计算方面还是可取的。 相似文献
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《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