| 基于单频走时敏感度核函数的三维波动方程初至层析 |
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| 引用本文： | 冯波,许荣伟,王华忠,罗飞.基于单频走时敏感度核函数的三维波动方程初至层析[J].地球物理学报,2023(2):784-795. |
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| 作者姓名： | 冯波 许荣伟 王华忠 罗飞 |
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| 作者单位： | 1. 同济大学海洋与地球科学学院波现象与智能反演成像研究组;2. 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(42074143)；;国家重点研发计划深海关键技术与装备重点专项(2019YFC0312004)；;上海市浦江人才计划(20PJ1413500)；;中央高校基本科研业务费专项资金； |
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| 摘 要： | 地震波走时层析是主要的近地表速度建模技术.对于变速模型，尤其是复杂近地表模型，波动方程能够更加精确地描述地震波的一阶绕射效应，理论上反演精度高于射线(束)类层析.然而，波动方程的数值求解的计算量较射线理论增加了几个数量级，严重制约了波动方程走时层析技术的三维实用化.为解决波动方程走时层析中遇到的计算和存储问题，本文通过引入随机边界条件以及离散Fourier积分，提出了基于单频梯度反演策略的实用化三维波动方程初至层析方法.本文方法的优势在于：在计算和存储方面，相比于基于波场重构算法(需要三次波传播)的梯度计算策略，本文提出的单频梯度计算方法对内存需求极低(相对于波动方程正演，仅需要增加两个单频波场以及一个成像体),且计算量至少减少1/3(仅需要两次波传播且无需处理数值吸收边界).此外，随机边界的引入使得正演算法大幅简化因而更适用于GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)加速.在理论层面，由于影响地震波一阶散射效应的主要区域集中在连接炮检的中心射线邻域的第一菲涅尔带内，随机边界条件的引入降低了随机边界内产生的散射波的空间相关性，使得第一菲涅尔带内的单频梯度相干...
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| 关 键 词： | 三维波动方程初至层析 单频走时敏感度核函数 单频梯度 随机边界条件 广义Rytov近似 |
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