起伏地表声波全波形反演方法研究

摘要

随着全波形反演（FWI）的研究及发展，FWI的研究已经涉及地震波场模拟、目标泛函设置、梯度估计、并行策略等方面的内容。近年来，针对混叠数据的全波形反演方法，逐渐成为研究的热点。目前，制约全波形反演方法生产实用化的方面较多，例如：计算稳定性、反演收敛情况、迭代计算效率等。针对上述问题，国内外研究人员开展了大量的研究，其中编码方式是一种较为流行的策略。本文实现了混叠数据编码全波形反演理论方法，在编程实现算法的基础上，通过简单洼陷和复杂Marmousi模型试算得到如下几点认识：1、不编码混叠数据存在串扰噪音，反演迭代到15次后残差增大，反演不收敛；2、优化步长编码FWI方法较好解决了反演收敛性和稳定性问题，反演结果误差函数曲线平滑且残差逐渐减小，验证了新方法的正确性和适应性。 全波形反演方法作为一种较为重要的速度建模方法，特别是在地质条件复杂地区，近年来一直是地球物理工作者研究的热点。正演是全波形反演的基础，计算量大，起伏地表条件下的波形反演，更需要我们在正演算法中考虑到起伏地表的影响。针对起伏的地表，我们提出了坐标变换的方法，将起伏地表映射为水平表面，然后在映射后的坐标系下进行反演速度建模，并将相位编码技术应用于其中。在编程实现算法的基础上，通过中原模型试算，表明该方法能够准确模拟起伏地表上的地震波场和正确成像，大幅提高了反演效率，验证了新方法的正确性和适应性。

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绪论

论文的选题背景、意义和研究内容以及创新点

选题背景、意义

研究内容

创新点

国内外研究现状

起伏地表模拟方法研究现状

编码方法研究现状

全波形反演方法研究现状

声波正演基本原理

有限差分正演

PML吸收边界条件

稳定性分析

模型试算

全波形反演

概述

地震反演的概率论基础

模型空间与数据空间

反演解的贝叶斯估计

全波形反演

梯度的推导

步长的计算

反演步骤

基于极性编码的全波形反演

混叠数据概述

方法原理

串扰噪声产生原因

编码原理

编码FWI

模型试算

简单模型试算

复杂模型试算

本章小结

基于坐标变换的起伏地表全波形反演

曲坐标系下速度-应力声波波动方程

曲坐标系吸收边界条件

起伏地表全波形反演

复杂起伏模型试算

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢