基于波前构建的射线追踪:一种Java实现

针对波前构建法射线追踪在实现过程中存在的困难和问题,提出了一种基于Java语言的实现方案。与常规的Fortran实现方案相比,Java实现避免了由射线插值和网格变换所带来的额外数据重排及数据点反复标记问题。因此,在计算过程中可以随时对数据点进行插入操作而不用考虑再定位问题。鉴于在关于波前构建法的文献中很少涉及算法和计算流程的设计问题,首先对波前构建法的基本方程、数值计算方案、计算流程及具体算法进行了简要的回顾和讨论,然后讨论了Java类和Java函数设计。我们的经验和数值计算结果表明,用Java语言实现的波前构建过程能够降低编程工作的难度、提高射线追踪的计算效率并且为今后的跨平台开发提供良好的基础。     

基于模型参数化的地震波走时与射线路径计算

模型的建立与描述是地震资料分析与处理的基础,合理的模型参数化方式对于地震正反演的各个方面都有很好的效果,其中射线追踪在正演模拟、层析成像及偏移等研究领域中都占有很重要的地位。本文针对地震波走时与射线路径计算,设计了一种将离散模型连续化的最小二乘模型参数化方法,分别对速度模型和走时模型进行模型参数化,然后进行梯度速度模型验算及误差分析。计算结果表明,该模型参数化方法使走时计算精度从10^-2提高到10^-3,使射线路径的计算精度提高了14.33%。最后通过经典Marmousi模型和Sigsbee 2A模型实例验证,充分证明了该模型参数化方法的有效性及普遍适用性。     

各向异性介质中地震波射线正演

在给定的理论模型下,研究了地层各向异性的存在对地震波传播速度的影响.用一种逐段迭代的射线追踪方法对其进行走时正演,得到了相应的时距曲线.并用该时距曲线结果,与基于各向同性介质模型假设所得到的时距曲线结果,进行对比,验证了所采用的射线追踪方法的精确性和有效性.该射线追踪方法理论上适用于任何界面模型,可以追踪到任意给定的精度,是一种快速、高效,并易于操作的射线追踪方法.     

VTI介质中弹性波方程正演的一阶混合吸收边界

波动方程正演是研究地震波在地下介质中的传播机理以及提高地震资料采集、处理、解释精度和效果的重要工具,截断边界的处理是波动方程正演的重要研究内容。针对在地震数值模拟中常用的三种(吸收)边界处理方法存在的不足与问题,提出了适用于VTI介质中弹性波动方程正演的一阶混合吸收边界条件,并给出了该方法在过渡区域的线性叠加系数公式。数值模拟实验表明:相同条件下,VTI介质一阶混合吸收边界方法不仅在吸收效果方面优于常规的PML边界条件,而且在存储量和计算效率方面也具有较大优势。     

一种基于质因数分解法的最短路径射线追踪节点自动搜索函数

综述了质因数分解法的基本原理,利用质因数分解法建立了最短路径射线追踪节点自动搜索函数.在最短路径射线追踪程序中,调用该节点自动搜索函数,能够完成复杂介质模型射线追踪模拟.这里列举了利用该函数进行模型模拟的实例,证明了最短路径射线追踪节点自动搜索函数的正确性.