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频率多尺度全波形速度反演
引用本文:张文生, 罗嘉, 滕吉文. 频率多尺度全波形速度反演[J]. 地球物理学报, 2015, 58(1): 216-228, doi: 10.6038/cjg20150119
作者姓名:张文生  罗嘉  滕吉文
作者单位:1. 中国科学院数学与系统科学研究院, 计算数学与科学工程计算研究所, LSEC, 北京 100190; 2. 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029
基金项目:张文生, 男, 1966年生, 研究员, 主要研究波动方程成像与计算. E-mail: zws@lsec.cc.ac.cn
摘    要:以二维声波方程为模型,在时间域深入研究了全波形速度反演.全波形反演要解一个非线性的最小二乘问题,是一个极小化模拟数据与已知数据之间残量的过程.针对全波形反演易陷入局部极值的困难,本文提出了基于不同尺度的频率数据的"逐级反演"策略,即先基于低频尺度的波场信息进行反演,得出一个合理的初始模型,然后再利用其他不同尺度频率的波场进行反演,并且用前一尺度的迭代反演结果作为下一尺度反演的初始模型,这样逐级进行反演.文中详细阐述和推导了理论方法及公式,包括有限差分正演模拟、速度模型修正、梯度计算和算法描述,并以Marmousi复杂构造模型为例,进行了MPI并行全波形反演数值计算,得到了较好的反演结果,验证了方法的有效性和稳健性.

关 键 词:声波方程   频率多尺度   时间域   全波形反演   速度   BFGS   Marmousi模型   有限差分法   MPI并行
收稿时间:2013-12-22
修稿时间:2014-12-04

Frequency multiscale full-waveform velocity inversion
ZHANG Wen-Sheng, LUO Jia, TENG Ji-Wen. Frequency multiscale full-waveform velocity inversion[J]. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 2015, 58(1): 216-228, doi: 10.6038/cjg20150119
Authors:ZHANG Wen-Sheng  LUO Jia  TENG Ji-Wen
Affiliation:1. Academy of Mathematics and Systems Science, Institute of Computational Mathematics and Scientific/Engineering Computing, State Key Laboratory of Scientific and Engineering Computing, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
Abstract:
Keywords:Acoustic wave equation  Frequency multiscale  Time domain  Full-waveform inversion  Velocity  BFGS  Marmousi model  Finite-difference method  MPI parallel
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