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| 1 | 地震体波走时层析成像方法研究综述显示文摘地球介质参数是地震深部探测的重要目标,蕴含了丰富的地球结构和演化信息.全波形反演技术由于计算量大的原因,目前阶段在实际壳幔结构成像应用中还存在较大的难度.基于P波和S波到时的体波成像仍然是壳幔精细速度结构成像的重要途径.本文主要介绍了三种具有代表性的地震体波走时层析成像方法,即基于高频近似射线理论的成像方法、基于程函方程数值解的初至波成像方法及有限频成像方法.基于射线理论的成像方法计算量小,计算效率高,长期以来是体波成像的主要方法之一;基于程函方程数值解的成像方法,在初至波走时成像方面有优势,但是要求网格节点较密,计算量大;有限频成像方法基于波动方程理论,比射线理论包含更丰富的介质信息,但是由于计算量大,目前在实现过程中引入简化的假设,成像效果还有较大的提升空间. | 赵烽帆 张明辉 徐涛 | 2014 | 地球物理学进展2014，，3： | 12 |
| 2 | 基于非均匀化多尺度方法的自组织介质波前愈合效应波场模拟显示文摘随机介质表征的地球介质自组织性,体现了地球内部复杂介质的统计性特征,对理解地球内部构造和动力学演化有重要的意义.波前愈合效应是自组织介质散射效应的体现,会导致高频近似射线理论的计算走时和真实波场到时有一定的差异.为了研究射线理论在自组织介质中的适应性范围,本文选取高斯型和指数型自相关函数来描述自组织介质,采用非均匀化多尺度方法进行大尺度地球模型的波场模拟.利用互相关方法求取背景速度场与附加自组织介质速度场之间的波场走时差,并与由射线理论得到的走时差进行比较.结果表明,非均匀化多尺度方法在节省计算时间的同时,又可保持计算精度.介质相关长度越小、波长越长且传播距离越远时,波前愈合效应越强.当相关长度a、波长λ以及传播距离L之间满足a/(λL)1/2≤0.5时,波前愈合效应显著,且随着比值减小两者差异增大,波前愈合效应在增加,在该范围内射线理论计算走时的误差较大. | 韩颜颜 张忠杰 梁锴 刘有山 徐涛 滕吉文 | 2015 | 地球物理学报2015，58，2： | 4 |
| 3 | 射线追踪方程与程函方程的初至旅行时层析对比显示文摘初至旅行时层析反演是目前应用最广泛的近地表建模方法。按照反演中正演算子的不同,可将基于射线理论的层析反演方法分为基于射线追踪方程与程函方程两类。本文分别从理论及数值测试上对两种方法在反演精度、计算效率等方面进行了系统的对比分析。结果表明:①两种方法可在统一的反演框架下推导得到,两者主要的差别均是由反演中正演算子的不同引起的;②两者具有相似的反演精度,由于后者的核函数是带限的,在复杂地区的层析反演中更加稳定;③前者的计算效率、内存占用等依赖于检波点个数,后者则依赖于模型大小,检波点稀疏时优选前者,否则优选后者;④前者具有射线密度等质控手段,后者缺少类似的质控手段。 | 郭振波 孙鹏远 李培明 任晓乔 钱忠平 唐博文 | 2019 | 石油地球物理勘探2019，54，3： | 4 |
| 4 | 二阶Born近似有限频率走时敏感核显示文摘有限频率层析成像考虑了非均匀介质中波的散射、衍射、波前愈合等物理性质,使得其对速度异常体的分辨能力远大于射线层析成像.推导和计算有限频率敏感核是进行有限频率层析成像的关键,当前推导有限频率敏感核多借助一阶Born近似,但这只适用于弱散射介质的情况.本文基于二阶Born近似并利用傅里叶变换推导了三维均匀介质情况下有限频率敏感核的解析表达式,并将其推广到非均匀介质中得到了三维非均匀介质中有限频率敏感核.研究表明:当介质中速度扰动小于2%时,基于二阶Born近似的有限频率敏感核与基于一阶Born近似的有限频率敏感核差别很小,可近似认为相同;当介质中速度扰动大于5%时,基于二阶Born近似的有限频率敏感核与基于一阶Born近似的有限频率敏感核有较大不同,表明此时已不能忽略二次散射. | 董兴朋 滕吉文 马学英 宋鹏汉 | 2016 | 地球物理学报2016，59，3： | 2 |
| 5 | 菲涅耳体有限频射线多震相走时同时反演成像显示文摘高频假设下的地震射线理论、以及相应的地震成像理论,使得传统射线成像方法不可能具有较高的成像分辨率.相反,基于有限频的射线理论则更符合实际地震的传播规律,即地震波的走时不仅与中心射线(传统的几何射线)上的速度分布有关,而且与中心射线一定范围(称其为第一菲涅尔体)内的速度异常分布有关.鉴于此,本文提出了计算多震相菲涅耳体有限频地震射线的方法,同时给出了利用多震相菲涅耳体有限频射线进行速度和反射界面同时反演成像的迭代公式.利用多震相走时资料,分别使用传统射线走时层析成像方法和菲涅尔体有限频射线走时层析成像方法进行速度和界面的同时反演成像,结果表明:当射线密度较稀疏时,无论是对速度模型的重建还是对反射界面几何形状的更新,菲涅尔体有限频射线层析成像方法均优于传统的射线走时层析成像方法,而变频菲涅尔体有限频射线层析成像方法又优于单一频率的菲涅尔体有限频射线层析成像方法. | 李兴旺 白超英 于子超 | 2014 | 地球物理学进展2014，29，5： | 1 |
| 6 | 频率域波动方程菲涅尔带走时层析成像方法显示文摘传统的走时层析反演都是依赖于射线理论,而实际地震资料的带限特征与射线理论无限高频的假设存在理论上的矛盾.针对传统的射线层析存在的上述问题,本文从频率域波动方程的Born和Rytov近似入手,推导出菲涅尔带走时层析敏感核函数,其与传统的射线层析方法的显著区别在于它建立在带限地震波与第一菲涅尔带的理论基础上.通过射线走时残差与Rytov近似走时残差的比较,本文提出了依据Rytov近似走时残差的菲涅尔层析反演方法.表层速度模型试算结果表明,相对于传统的射线走时层析,基于频率域波动方程的菲涅尔带走时层析成像方法具有更高的成像精度与分辨率. | 尹正 杨雪霖 李振春 | 2014 | 地球物理学进展2014，29，5： | 0 |
| 7 | 多震相菲涅耳体射线走时同时反演成像显示文摘高频假设下的地震射线理论以及相应的地震成像理论表明,在射线稀疏条件下,不可能得到较高分辨率的构造成像;而有限频射线理论更符合实际地震的传播规律,即地震波的走时不仅与中心射线(传统的几何射线)上的速度分布有关,而且与中心射线附近一定范围(称其为第一菲涅耳体)内的速度异常分布有关.鉴于此,本文提出了计算多震相地震波菲涅耳体有限频射线的方法,并定义了走时敏感核函数,同时给出了利用多震相菲涅耳体有限频射线进行速度模型和反射界面同时反演成像的公式.利用多震相走时资料,使用传统射线层析成像方法与有限频射线层析成像方法进行了速度和界面的同时反演成像.结果表明,当射线密度较小时,无论是对速度模型的重建还是对反射界面几何形状的更新,有限频射线层析成像方法均优于传统射线层析成像方法,而变频有限频射线层析成像则是实际地震层析成像的首选反演算法. | 李兴旺 白超英 黄国娇 | 2014 | 地震学报2014，36，5： | 0 |
| 8 | VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演显示文摘地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明:直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少. | 任志明 戴雪 包乾宗 | 2023 | 地球物理学报2023，66，9： | 0 |
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