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全波形反演是一种高精度的反演方法，其目标函数是一个强非线性函数，易受局部极值影响，而且反演过程计算量较大.波场重构反演是近几年提出的一种改进的全波形反演理论.该反演方法通过将波动方程作为惩罚项引入到目标函数中，通过拓宽解的寻找空间减弱了局部极小值的影响，而且反演过程不需要计算伴随波场，提高了计算效率.但该反演方法一直缺少准确的惩罚因子算法，直接影响到该方法的准确度.本文将波场重构反演拓展到时间域并利用梯度法进行波场重构.频率域的惩罚因子用来加强波动方程的约束，而时间域惩罚因子表现为调节模拟波场和实际波场的权重因子.为此，我们根据约束优化理论，在波动方程准确以及重构波场与反演参数解耦的假设下，提出以波动方程为目标函数的新的惩罚因子算法.根据波形反演在应用时普遍存在的噪音干扰、子波错误和低频信息缺失的情况下，应用部分Sigsbee2A模型合成数据对本文提出的算法进行实验.数值实验结果表明：基于新的惩罚因子算法，在其他信息不准确的情况下，波场重构反演可以给出高精度的反演结果. 相似文献
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层状介质弹性参数反演问题研究综述 总被引：9，自引：3，他引：6
地震波动方程反问题的研究具有重要的理论意义和实践意义。由于高维波动方程反演问题理论研究的困难和巨大的计算量,层次介质弹性参数研究在数学界和地球物理学引起了广泛的关注。经过前人近三十年的努力,一维声波方程的单参数反演理论已趋成熟,并已逐步实用化。基于矢量波动方程的多参数反演,非脉冲响应对应的反问题是层状介质弹性参数反演需要进一步深入研究的问题。 相似文献
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基于地震勘探的海洋工程地质勘察 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋工程灾害荷载作用下的安全性成为当今海洋科学研究的重点内容之一。海洋工程的工程地质参数是海洋工程设计最基本的资料，本文的研究目的是探讨一种获取近海海洋工程的工程地质资料的简单，快捷的方法，以降低海洋工程地质勘察高费用，缩短获取资料的周期，本文采用的方法是利用获取的人工地震和天然地震信息应用波动方程方法来反演近海海洋工程所需的地层结构参数和相关的岩土力学参数，主要研究内容包括六个方面；1）海洋三维地震勘探的几个技术难点；2）利用小波变换技术的地震信息叠前处理优化算法；3）利用面波信息的近海海洋地层结构的波动方程反演算法和算法优化；4）利用P、S波信息的组成地层的岩土力学参数反演算法和算法优化，本文研究成果将大大减少近海海洋工程地质勘察的费用，缩短勘察周期，从而提高勘察的效益。 相似文献
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WTW(Wave equation traveltime+Waveform inversion)反演是基于波动方程的走时反演（WT反演）和波形反演的联合反演方法.WT反演利用波动方程计算走时和走时关于速度的导数，和传统以射线为基础的走时反演相比，具有不必射线追踪、不必拾取初至、不必高频假设以及初始模型和实际模型差别较大时也能较好收敛等优点，但WT反演与波形反演相比其结果分辨率低.与之互补的是，波形反演的反演结果分辨率高，但是当所给初始模型和实际模型相差太大时，波形反演迭代算法容易陷入局部极小点.可见结合两种方法的WTW反演是一种比较好的联合反演方法.常规WTW迭代算法是首先以WT反演为主反演得到地质模型的整体特征，然后再以波形反演为主反演模型细节，该算法耗时和占用计算机存储空间接近WT反演或波形反演的两倍.为了节省运算耗时和计算机存储空间，往往采取首先单独利用WT反演然后再单独利用波形反演的算法.这样做的缺点是不能紧密结合两种反演方法，使得它们的优缺点在每一次迭代中无法得到互补，从而影响了最终的反演结果.针对以上事实，本文提出一种新的方法实现WTW，使得WTW运算速度和存储空间在任何情况下等同于WT反演或波形反演.模型计算表明新的算法具有更好的收敛性. 相似文献
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海洋勘探环境可以抽象为下伏固体与上覆流体相互耦合的介质，本文针对流-固边界耦合介质提出了一种高效、稳定的多参数（速度和密度）全波形反演方法.本文采用弹性波一阶位移-应力方程作为过渡层耦合声波压力方程与弹性波位移方程来模拟耦合环境，相比于传统的交错网格建模方法或者构建连续性条件，本文提出的方法在正演精度和稳定性上凸显出很大优势，极大降低了计算内存.反演策略对多参数全波形反演至关重要，由于不同参数之间的相互耦合使得密度在多参数全波形反演中较难获得，因此本文将非均匀流-固边界耦合介质多参数全波形反演分为两个步骤完成：第一步利用变密度声波方程结合推导出的密度梯度算子进行纵波速度和密度的双参数反演；第二步根据链式法则求取横波速度的梯度，结合第一步的反演结果使用流-固边界耦合方程反演横波速度.最后通过与声波动方程数值模拟结果对比证明正演算法的准确性；上覆流体的Marmousi-2模型的数值试验测试说明反演方法的有效性和适应性. 相似文献
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盐丘模型 推覆体模型 波动方程 叠前深度偏移 总被引：4，自引：0，他引：4
三维波动方程叠前深度偏移是复杂介质中进行构造成像、弹性参数反演的重要环节.由于其技术实现不仅涉及波场延拓理论的创新，而且需要大规模计算，因而研究难度较大. 本文以实验效果的取得为目的，完整地实现了SEG/EAEG盐丘和推覆体模型的三维波动方程辛几何算法的叠前深度偏移成像计算. 文中详细考察了所研制的波动方程三维叠前深度偏移软件系统及其对复杂地质构造的成像能力. 具体包括：1）对于盐丘模型，文中讨论了成像参数的选择、地震子波对成像精度的影响、完成二维及三维叠前深度偏移的比较；2）对推覆体模型，文中进行了脉冲响应测试；3）由两个模型的成像结果可见本文的波动方程三维叠前深度偏移软件系统已具有适应强速度横向变化、复杂构造的成像能力. 相似文献
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层状介质参数反演的混合最优化法 总被引：8，自引：4，他引：4
波动方程反演是典型的非线性反问题,本文提出了用混合最优化法反演层状介质参数。混合最优化法将广义模拟退火与局部最优化方法结合,能较好地利用两者的优点,在本文中,局部最优化算法采用线性迭代算法。通过数值结果表明反演方法的正确有效性。 相似文献
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Liangguo Dong Zhongyi Fan Hongzhi Wang Benxin Chi Yuzhu Liu 《Geophysical Prospecting》2018,66(8):1503-1520
Reflection full waveform inversion can update subsurface velocity structure of the deeper part, but tends to get stuck in the local minima associated with the waveform misfit function. These local minima cause cycle skipping if the initial background velocity model is far from the true model. Since conventional reflection full waveform inversion using two‐way wave equation in time domain is computationally expensive and consumes a large amount of memory, we implement a correlation‐based reflection waveform inversion using one‐way wave equations to retrieve the background velocity. In this method, one‐way wave equations are used for the seismic wave forward modelling, migration/de‐migration and the gradient computation of objective function in frequency domain. Compared with the method using two‐way wave equation, the proposed method benefits from the lower computational cost of one‐way wave equations without significant accuracy reduction in the cases without steep dips. It also largely reduces the memory requirement by an order of magnitude than implementation using two‐way wave equation both for two‐ and three‐dimensional situations. Through numerical analysis, we also find that one‐way wave equations can better construct the low wavenumber reflection wavepath without producing high‐amplitude short‐wavelength components near the image points in the reflection full waveform inversion gradient. Synthetic test and real data application show that the proposed method efficiently updates the background velocity model. 相似文献
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实现反演偏导矩阵的计算是基于导数最优化反演方法的关键,然而目前的地震反演几乎都是基于Zoeppritz方程近似实现的,使计算精度和适应范围受到限制.本文利用Zoeppritz方程建立了反射系数对地层介质密度比偏导方程,导出了Zoeppritz方程矩阵元对介质密度比的导数.通过求解偏导方程获得了反射系数对介质密度比偏导数的精确计算(考虑了速度中含介质密度的问题).利用数值算例分析了反射系数对介质密度比偏导数的变化特点.本文采用直接解法求解偏导矩阵方程组,获得了快的计算速度和高的计算精度,为实现地层介质密度反演(包括大角度反演)提供了偏导矩阵的计算方法. 相似文献
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This paper discusses Born/Rytov approximation tomographic velocity inversion methods constrained by the Fresnel zone. Calculations of the sensitivity kernel function and traveltime residuals are critical in tomographic velocity inversion. Based on the Born/Rytov approximation of the frequency-domain wave equation, we derive the traveltime sensitivity kernels of the wave equation on the band-limited wave field and simultaneously obtain the traveltime residuals based on the Rytov approximation. In contrast to single-ray tomography, the modified velocity inversion method improves the inversion stability. Tests of the near-surface velocity model and field data prove that the proposed method has higher accuracy and Computational efficiency than ray theory tomography and full waveform inversion methods. 相似文献
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非线性波动方程地震反演的方法原理及问题 总被引：1，自引：2，他引：1
在解反射地震的非线性反问题时,目前都采用各种迭代算法(如梯度法、最速下降法及共轭梯度下降法等),并以拟合差取极小为准则.本文对这方面具有代表性的波动方程反演理论作分析评述,指出这种经典性方法的缺点和局限,以及发展非线性波动方程地震反演的方向. 相似文献
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波动方程深度偏移是解决复杂地质体成像的关键技术,基于波动方程的速度建模为其提供更为精确的速度模型.频率域波形反演是目前研究最为广泛的波动方程速度建模方法之一,它推动了波形反演在勘探尺度下的应用.本文通过对频率域波形反演的实现,分析对比了其有效执行过程中与频率相关的影响因素.介绍了时间域的多尺度反演方法在频率域的一种实现方式,对比分析了输入数据的频点带宽和应用的子波频带范围不同时对反演结果的影响.本文通过设计的山地地质模型对频率域波形反演进行了测试和对比,得到的结论为频率域波形反演的有效计算提供了依据和参考. 相似文献
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本文把波动方程反问题与广义Radon 变换的反演相联系。在假定弱散射条件下,把波动方程反问题转化成广义Radon 变换的反演问题,即如何从一系列关于目标函数在某类子流形上的积分值,去求出目标函数.这种转化提供了一种研究波动方程反问题的途径。 相似文献