菲涅耳體旅行時層析成像方法及應用研究.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鍵?；趲缀紊渚€理論的旅行時層析方法假設地震波頻率足夠高，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重的不適定性，從而極大地影響層析成像結果的可靠性和分辨率。實際地震波是限帶的，其能量主要在激發(fā)點與接收點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行層析成像，將會得到更優(yōu)的結果。為克服傳統(tǒng)射線層析法的局限性，

2、提高層析成像結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)各點對旅行時影響系數(shù)的計算方法，提出了基于菲涅耳體內(nèi)各點影響權系數(shù)的層析反演算法，形成了二維菲涅耳體旅行時層析成像方法。理論模型實驗表明，該方法正確，與射線層析法相比，增加了對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算效率，以及層析結果的分辨率與可靠性。為解決三維層析成像的大計算量和

3、大存儲空間等問題，研究了三維菲涅耳體的一種近似計算方法，通過實驗，確定了三維菲涅耳體內(nèi)各點對旅行時的影響權系數(shù)的計算函數(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層析成像方法及其并行算法。理論模型實驗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。此外，通過模型實驗，分析了頻率對菲涅耳體層析反演收斂速度和成像結果等的影響，提出了用于菲涅耳體層析成像的一種變頻方法。理論模型實驗表明，該變頻方法可以適當加快層析

4、反演的收斂速度以及提高層析結果的分辨率與可靠性。 在以上理論和方法研究的基礎上，利用C++編程語言研制了菲涅耳體旅行時層析成像軟件，形成了相應的二維和三維軟件各一套。主要功能包括，模型建立、射線追蹤和旅行時計算、菲涅耳體層析反演、模型及數(shù)據(jù)顯示等。利用該軟件，我們對不同的復雜地區(qū)的實際資料進行了處理，得到了對應的層析速度模型，利用層析模型，進行了基準面靜校正計算與疊加處理。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