基于对数目标函数的跨孔雷达频域波形反演   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

孟旭  刘四新  傅磊  王宪楠  刘新彤  王文天  蔡佳琪 《地球物理学报》2016,59(5):1875-1887

波形反演在探地雷达领域的应用已有十余年历史,但绝大部分算例属于时间域波形反演.频率域波形反演由于能够灵活地选择迭代频率并可以使用不同类型的目标函数,因而更加多样化.本文的频率域波形反演基于时间域有限差分(FDTD)法,采用对数目标函数,可在每一次迭代过程中同时或者单独反演介电常数和电导率.文中详细推导了频率域波形反演的理论公式,给出对数目标函数下的梯度表达式,并使用离散傅氏变换(DFT)实现数据的时频变换,能够有效地减少大模型反演的内存需求.在后向残场源的时频域转换过程中,提出仅使用以当前频点为中心的一个窄带数据,可以消除高频无用信号的干扰,获得可靠的反演结果.为加速收敛,采用每迭代十次则反演频率跳跃一定频带宽度的反演策略.实验证明适当的频率跳跃能够在不降低分辨率的基础上有效地提高反演效率.通过两组不同情形下合成数据反演的分析对比,证明基于对数目标函数的波形反演结果准确可靠.最后,将该方法应用到一组实际数据,得到较好的反演结果.  相似文献   

复杂地壳接收函数H-κ叠加——以安纳托利亚板块为例          下载免费PDF全文

危自根  储日升  陈凌  崇加军  李志伟 《地球物理学报》2016,59(11):4048-4062

本文理论分析了具有不同沉积层和壳幔过渡带结构的接收函数及其相关的H-κ叠加结果,然后采用接收函数H-κ叠加和波形反演方法获得了具有复杂构造演化历史的中北安纳托利亚板块的地壳厚度(H)、V_P/V_S(κ)和V_S结构.理论分析表明:厚的沉积层或沉积层和厚的壳幔过渡带共存都会使H-κ叠加失效;渐变型壳幔过渡带导致H-κ叠加的H位于过渡带中间,且随着频率增大逐渐靠近过渡带上方;倒转型壳幔过渡带导致H-κ叠加具有多极值,其结果可能反应过渡带内最大波阻抗界面上的地壳结构;1km·s~(-1)的V_P变化会导致H-κ叠加的H变化7km,而κ变化较小.实际资料分析表明:中北安纳托利亚H,κ和V_S具有强烈的横向不均匀性,大部分区域沉积层厚度0.5km,局部地区壳幔过渡带厚度3km;北安纳托利亚断层切穿地壳,在局部地区可能存在流体;研究区存在残留古老的小陆块体.本文研究表明,仔细分析接收函数波形和其随方位角的变化特征且用其他地震学方法进行约束,有助于采用H-κ叠加方法获取复杂地壳结构信息.  相似文献   

2010年高雄地震震源参数的近远震波形联合反演   总被引：9，自引：5，他引：4       下载免费PDF全文

陈伟文  倪四道  汪贞杰  曾祥方  韦生吉 《地球物理学报》2012,55(7):2319-2328

本文改进了传统基于近震波形数据的点源震源参数反演的Cut And Paste(CAP)方法,实现了近震Pnl波、面波和远震P波、SH波的联合反演的CAPjoint算法.对2010年3月高雄地震,分别进行单独反演以及联合反演,获得各自的震源机制解及深度,其中联合反演所得的最佳双力偶机制解参数为,节面1:走向317°,倾角36°,滑移角52°,节面2:走向181°,倾角62°,滑移角114°,深度为21 km.并对不同震中距波形对本次地震以及几种典型机制解断层几何参数的敏感性进行测试.为验证联合反演方法的可靠性,本文采用重抽样思想发展而来的Bootstrap方法,对近震数据的子集及其与远震数据的联合反演所得的参数进行统计,验证了在稀疏近台条件下联合反演中添加远震数据对地震震源参数约束的作用.  相似文献   

地震震源机制波形自动反演系统的研究现状与展望     

祁玉萍  李闽峰  李圣强  王斌  刘桂平 《地震》2013,33(1):74-85

震源机制解是地震学研究的重要组成部分, 它从一定程度上描述了震源的性质及其破裂过程, 对其正确、 全面地认识可深化理解地震的孕育、 发生和演化。 而地震波形自动反演系统的建立, 不仅实现了利用地震波形信息进行震源机制解的自动反演, 更重要的是加快了反演的速度, 充分体现了提取震源信息的实效性, 从而有力地帮助震情分析、 余震趋势预测、 震后救援等工作的展开。 本文系统地阐述了震源机制解反演方法, 总结了自动反演系统构建思路以及波形自动反演系统的实现, 为国内构建自动反演系统提供了可鉴的技术思路。  相似文献   

综合近震及远震波形反演2006文安地震(M_w5.1)的震源机制解          下载免费PDF全文

黄建平  倪四道  傅容珊  钮凤林  邵志刚  郑勇 《地球物理学报》2009,52(1):120-130

2006年7月4日,在距离北京100 km左右的文安地区,发生了M_w=5.1级地震,引起了北京地区的强烈震感.为了更好的认识区域构造,我们利用近震及远震波形反演的方法得到了此次文安地震的震源机制.选择了北京数字地震台网的9个地震台,震中距小于600 km,台站的方位角覆盖较好.为了更好地利用信号相对较弱的P波信号,对于一个地震记录,本文分别截取出P波和面波两个部分,分别给予不同的权重进行反演,结合格点搜索的方法,得到了与记录P波及面波三分量对应较好的地震的方位角、倾角和滑移角.同时考虑到北京西北地区地壳较厚,本文在利用F-K方法计算近震理论波形的时候,对不同的方位角,采用了不同的地壳速度模型.随后结合远震信号中的直达P、pP、sP波形得到了分辨率较高的地震震源深度.反演结果表明,此次文安地震是一个较为典型的走滑型地震,方位角为210°,倾角80°,滑移角-150°,地震的深度为14~15 km,地震的震级为(M_w=5.1).反演结果与断层的几何分布、余震分布及北京地区北北东向应力场有很好的一致性.  相似文献   

Problematic non-double-couple mechanism of the 2002 Amfilochia Mw5 earthquake, Western Greece     

Petra Adamova  Efthimios Sokos  Jiri Zahradnik 《Journal of Seismology》2009,13(1):1-12

Two seismic agencies reported a very low double-couple percentage (DC%) of the Amfilochia earthquake, of about 30% and 60%, by Schweizerischer Erdbebendienst and Mediterranean Very Broadband Seismographic Network, respectively. Near-regional waveforms, carefully analyzed in this paper for the DC%, suggested a higher DC%, ranging from 75 to 100, dependent on the uncertainty of the source position (optimum value DC% = 93). Using a statistical F test, forward modeling of the near-regional data with a single-event low-DC% source yields a significantly worse waveform match. The fit of near-regional data can be further improved (although at the 90% significance level only) when considering a speculative two-event model. The same model, when viewed at the very-low frequency range, reaches the very low DC% values. However, two features make the two-event model unlikely: The two subevents strongly differ in their focal mechanism, and their mutual separation (3.5 s) is larger than the expected duration of this earthquake. Therefore, the two-source model appears to be nothing but an interesting equivalent representation of the non-DC model, providing some insight into the possible origin of the apparently low DC%. Preference is given to the simple interpretation, most clearly supported by the near-regional data, that the Amfilochia earthquake was an almost pure-shear event.  相似文献   

汶川地震余震序列中2个疑似深于30km余震的波形研究     

罗艳  倪四道  龙锋 《中国地震》2012,28(3):266-276

寻找并确认更深的余震,对认识汶川主震的深部构造环境、应力状态具有一定的意义.已有研究表明,绝大多数汶川地震余震深度在20km以内,但近期的研究提出了2个余震可能深于30km的证据,为了确认这2个疑似深震的震源深度,本文通过计算理论地震图测试了震源深度及震中距对P波偏振的影响,并与实际观测的P波偏振信息进行对比分析.此外,还使用近震深度震相sPL波拟合的方法来测定震源深度,确认了这2个地震的深度在10 ～ 15km范围.  相似文献   

2008年10月6日当雄M_s6.6级地震破裂过程          下载免费PDF全文

高星  段宗奇  王卫民  郭志 《地球物理学报》2010,53(9):2083-2090

2008年10月6日16时30分(北京时间),西藏自治区拉萨市当雄县发生M_s6.6级地震.震中位于亚东-谷露近南北向裂谷带北段,是该活动构造带近年来发生的一次较大地震.我们利用中国地震台网中心(CENC)和美国地震学联合研究所(IRIS)提供的宽频带地震记录资料,基于点源和有限断层模型,通过波形拟合反演了该地震的震源过程.结果表明,本次地震的发震断层面走向为183.3°,倾角为49.5°,滑动角约为－115°,最大滑动量达130 cm,地震震源的深度为9.6 km,地震的标量地震矩为2.85×10¹⁸ N·m,破裂持续时间约10 s.根据地震破裂的几何学和运动学特征,推测该地震主要发生在亚东-谷露南北向裂谷活动构造带内的一个高角度西倾断层上,是一个以拉张为主且有一定的右旋分量的破裂事件,这与青藏高原现今GPS测量所揭示的该地区地壳运动特征基本一致,暗示了青藏高原南部从西向东地表运动从北北东向到南东东向的运动学转变所导致的地壳在近东西方向上的拉张变形特征.  相似文献   

2D acoustic‐elastic coupled waveform inversion in the Laplace domain     

Ho Seuk Bae  Changsoo Shin  Young Ho Cha  Yunseok Choi  Dong‐Joo Min 《Geophysical Prospecting》2010,58(6):997-1010

Although waveform inversion has been intensively studied in an effort to properly delineate the Earth's structures since the early 1980s, most of the time‐ and frequency‐domain waveform inversion algorithms still have critical limitations in their applications to field data. This may be attributed to the highly non‐linear objective function and the unreliable low‐frequency components. To overcome the weaknesses of conventional waveform inversion algorithms, the acoustic Laplace‐domain waveform inversion has been proposed. The Laplace‐domain waveform inversion has been known to provide a long‐wavelength velocity model even for field data, which may be because it employs the zero‐frequency component of the damped wavefield and a well‐behaved logarithmic objective function. However, its applications have been confined to 2D acoustic media. We extend the Laplace‐domain waveform inversion algorithm to a 2D acoustic‐elastic coupled medium, which is encountered in marine exploration environments. In 2D acoustic‐elastic coupled media, the Laplace‐domain pressures behave differently from those of 2D acoustic media, although the overall features are similar to each other. The main differences are that the pressure wavefields for acoustic‐elastic coupled media show negative values even for simple geological structures unlike in acoustic media, when the Laplace damping constant is small and the water depth is shallow. The negative values may result from more complicated wave propagation in elastic media and at fluid‐solid interfaces. Our Laplace‐domain waveform inversion algorithm is also based on the finite‐element method and logarithmic wavefields. To compute gradient direction, we apply the back‐propagation technique. Under the assumption that density is fixed, P‐ and S‐wave velocity models are inverted from the pressure data. We applied our inversion algorithm to the SEG/EAGE salt model and the numerical results showed that the Laplace‐domain waveform inversion successfully recovers the long‐wavelength structures of the P‐ and S‐wave velocity models from the noise‐free data. The models inverted by the Laplace‐domain waveform inversion were able to be successfully used as initial models in the subsequent frequency‐domain waveform inversion, which is performed to describe the short‐wavelength structures of the true models.  相似文献   

近岸海域EnviSat卫星测高波形重定的Threshold优化算法   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

郭金运  高永刚  常晓涛  黄金维 《地球物理学报》2010,53(4):807-814

波形重定是改善近岸海域卫星测高数据精度的一种有效方法.分析了EnviSat雷达测高波形重定算法,并对Threshold算法进行了优化,开发了波形重定程序;以地中海为实验区,利用几种波形重定方法,对近岸海域的EnviSat测高波形进行重定,认为优化的Threshold算法是几种波形重定算法中最稳健的重定算法,适合于地中海近岸海域EnviSat测高波形的重定,对其他近岸海域的应用也有一定的参考意义.  相似文献