淺海水體一維全波形反演研究.pdf

1、自從2003年,Holbrook首次成功將反射地震學(xué)方法應(yīng)用在物理海洋學(xué)研究中以來,地震海洋學(xué)得到了快速發(fā)展。目前,地震海洋學(xué)已經(jīng)能夠?qū)Ｑ蠓?、水團(tuán)邊界、中尺度渦旋、內(nèi)波等物理海洋現(xiàn)象成像。此外一些地球物理學(xué)家也通過使用AVO反演、波阻抗反演以及全波形反演的方法對水體地震資料進(jìn)行反演求得海水的速度、溫度和鹽度。
　　目前,地震海洋學(xué)多應(yīng)用于深海區(qū)域,與深海大洋相比,近海水域與人類活動(dòng)更加息息相關(guān),其中,水體的溫鹽結(jié)構(gòu)對大型跨海大橋

2、、海底隧道、港口的建設(shè)都有著重要意義。
　　全波形反演通過使正演合成地震記錄和觀測地震記錄的殘差最小化來反演得到水體模型參數(shù),它具有精確刻畫水體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的潛力。由于水體中溫鹽界面近似水平,聲波速度橫向變化較小,沒有轉(zhuǎn)換橫波且層間多次波反射微弱可以忽略不計(jì),海洋水體反射地震記錄非常適合做一維全波形反演。
　　本文使用時(shí)間域聲波方程正演作為水體一維波形正演的基本方法,針對淺海水體模型參數(shù)較少,正演計(jì)算量較小的特點(diǎn),嘗試采用完全非

3、線性反演方法作為一維波形反演的基本方法,與局部線性化方法相比,完全非線性反演方法具有對初始模型依賴較小,無需計(jì)算目標(biāo)函數(shù)對模型參數(shù)導(dǎo)數(shù)信息的優(yōu)點(diǎn)。
　　全波形反演中,由于目標(biāo)函數(shù)與模型參數(shù)之間為復(fù)雜的非線性函數(shù)關(guān)系且包含多個(gè)極值點(diǎn),常規(guī)的遺傳算法容易出現(xiàn)早熟現(xiàn)象而使反演結(jié)果陷入局部極小值。針對這一問題,可以引入小生境技術(shù)來豐富種群的多樣性進(jìn)行改善。此外,粒子群算法具有概念簡明、參數(shù)設(shè)置少、收斂速度快、對種群規(guī)模要求較低的優(yōu)點(diǎn),在小