菲涅耳體旅行時(shí)層析成像方法及應(yīng)用研究.pdf

1、正確地重建近地表的速度分布是解決地震資料靜校正等問題的關(guān)鍵?；趲缀紊渚€理論的旅行時(shí)層析方法假設(shè)地震波頻率足夠高，這樣往往由于射線在模型空間的稀疏分布，使層析反演問題具有嚴(yán)重的不適定性，從而極大地影響層析成像結(jié)果的可靠性和分辨率。實(shí)際地震波是限帶的，其能量主要在激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的包含幾何射線在內(nèi)的菲涅耳體(Fresnel Volume)內(nèi)傳播，因此利用菲涅耳體代替幾何射線進(jìn)行層析成像，將會(huì)得到更優(yōu)的結(jié)果。為克服傳統(tǒng)射線層析法的局限性，

2、提高層析成像結(jié)果的可靠性與分辨率，本論文主要研究了基于菲涅耳體的旅行時(shí)層析成像方法，主要成果有： 研究了二維菲涅耳體及其體內(nèi)各點(diǎn)對(duì)旅行時(shí)影響系數(shù)的計(jì)算方法，提出了基于菲涅耳體內(nèi)各點(diǎn)影響權(quán)系數(shù)的層析反演算法，形成了二維菲涅耳體旅行時(shí)層析成像方法。理論模型實(shí)驗(yàn)表明，該方法正確，與射線層析法相比，增加了對(duì)模型空間的覆蓋范圍和覆蓋次數(shù)，提高了反演的收斂速度和層析成像的計(jì)算效率，以及層析結(jié)果的分辨率與可靠性。為解決三維層析成像的大計(jì)算量和

3、大存儲(chǔ)空間等問題，研究了三維菲涅耳體的一種近似計(jì)算方法，通過實(shí)驗(yàn)，確定了三維菲涅耳體內(nèi)各點(diǎn)對(duì)旅行時(shí)的影響權(quán)系數(shù)的計(jì)算函數(shù)；提出了一種層析反演的并行算法；形成了三維菲涅耳體旅行時(shí)層析成像方法及其并行算法。理論模型實(shí)驗(yàn)表明該三維菲涅耳體層析方法具有同二維菲涅耳體層析方法一樣的優(yōu)點(diǎn)。此外，通過模型實(shí)驗(yàn)，分析了頻率對(duì)菲涅耳體層析反演收斂速度和成像結(jié)果等的影響，提出了用于菲涅耳體層析成像的一種變頻方法。理論模型實(shí)驗(yàn)表明，該變頻方法可以適當(dāng)加快層析

4、反演的收斂速度以及提高層析結(jié)果的分辨率與可靠性。 在以上理論和方法研究的基礎(chǔ)上，利用C++編程語(yǔ)言研制了菲涅耳體旅行時(shí)層析成像軟件，形成了相應(yīng)的二維和三維軟件各一套。主要功能包括，模型建立、射線追蹤和旅行時(shí)計(jì)算、菲涅耳體層析反演、模型及數(shù)據(jù)顯示等。利用該軟件，我們對(duì)不同的復(fù)雜地區(qū)的實(shí)際資料進(jìn)行了處理，得到了對(duì)應(yīng)的層析速度模型，利用層析模型，進(jìn)行了基準(zhǔn)面靜校正計(jì)算與疊加處理。與野外和射線層析靜校正效果相比，菲涅耳體層析靜校正的效果