基于复杂介质最短路径射线追踪层析成像正演研究

摘要

地震层析成像是通过地表或井间观测到的地震波走时或波形，重建地下或井间的介质速度结构。地震射线层析是地震层析成像的一种主要方法，要用射线追踪正演来迭代计算。因此，提高射线追踪正演的精度和速度也就提高了射线层析成像反演的精度和速度。本文围绕复杂介质模型的最短路径射线追踪层析成像正演方法展开研究，通过编制最短路径射线追踪正演程序，进行了大量的模型试验。主要包括：(1)在最短路径射线追踪法中，研究了二维模型矩形参数化时用到的两种基本模型及节点的空间分布规律，详细论述了最短路径射线追踪正演步骤。(2)对速度随深度线性变化模型的波前及射线路径解析公式的推导。(3)在现有最短路径射线追踪法的基础上，讨论了通过扩大网格密度和有效半径去提高射线追踪精度的方法及实现过程，同时对程序中算法速度进行了比较。(4)研究了二维、三维模型最短路径射线追踪的关键技术，并对几种具体模型进行了最短路径射线追踪正演。(5)讨论了改进最短路径射线追踪法。理论模型试算结果表明本文最短路径射线追踪正演法是正确的、有效的。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1层析成像

1.2地震层析成像

1.3现有射线追踪方法评述

1.4本文最短路径射线追踪法的特点

1.5研究内容

1.6研究意义

第二章最短路径射线追踪正演

2.1最短路径算法原理

2.2最短路径射线追踪法原理

2.3速度模型的建立

2.4网络模型的建立

2.4.1模型1

2.4.2模型2

2.5节点自动搜索函数的建立

2.5.1质因素分解定义

2.5.2质因数分解的计算方法和计算公式

2.5.3质因数分解代码

2.5.4有效半径和节点之间空间分布关系

2.5.5质因数分解节点搜寻函数代码

2.6局部走时的计算

2.7旅行时和射线路径的计算

2.7.1节点最小旅行时的计算和射线路径的确定

2.7.2最小旅行时节点的确定

第三章2-D模型初至波最短路径射线追踪层析成像正演

3.1地震初至波层析成像方法现状

3.2 2-D模型初至波最短路径射线追踪模拟

3.3速度模型及旅行时解析公式

3.4 2-D模型初至波模拟实例

3.4.1模型一

3.4.2模型二

3.4.3其它模型

第四章2-D模型反射波最短路径射线追踪层析成像正演

4.1 2-D模型反射波最短路径射线追踪算法的实现

4.2 2-D模型反射波最短路径射线追踪正演实例

第五章3-D模型最短路径射线追踪层析成像正演

5.1 3-D模型最短路径射线追踪步骤

5.2 3-D模型初至波最短路径射线追踪模拟

5.3 3-D模型反射波最短路径射线追踪模拟

第六章改进的最短路径射线追踪法

6.1存在问题及一些改进方法

6.2 Snell定律优化和直射线约束

6.3混合射线追踪方法

6.4动态网络最短路径方法

第七章结论和展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果