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拍音全波形反演

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拍音全 波形 反演
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拍音全波形反演2014年 10月测绘科学与技术研 14波形反演理论2 拍音现象3 拍音全波形反演4 总结展望内容1 全 波形反演理论全 波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构 , 具有揭示复杂地质背景下 构造 与岩性细节信息的 潜力 。 根据 研究需要 , 全波形反演既可在时间域也可在频率域 实现 。全波形反演时间域 据选择灵活等优势。波形反演概念1 全 波形反演理论( , m ) ( ) ( )S p f  频率域波动方程的矩阵表示:式中: ( ) || ||2TC m d d式中: 分别表示散射波场 观测数据 和模拟波场 的分量i i id p d d 1)( 2)( 3)波形 反演原理1 全 波形反演理论参数空间的搜索方向可以用 定义:式中: 为迭代步长, k k k m C   ( 5)( 6)求式( 1)关于 e { }C J   1= - f ii i SS p Sm m m    或f ( 7)( 8)波形 反演原理1 全 波形反演理论其 中式( 8)可以看成一个虚拟震源。令 则1p R e { { } }T T S   将 其代入式( 6)得,11{}当网格间隔值相同时, 令 1{} d 其表示散射记录的反传波场,它的计算只需要再次进行散射记录 为震源的计算即可。d波形 反演原理1 全 波形反演理论( 1) 全波形反演是一个非线性问题,其非线性程度依赖于频率。波形反演的缺陷( 2) 在缺乏低频数据的情况下, 陷入局部最小。对于 相同的介质性质扰动 ,a) 高频信号中存在周跳现象 ;b) 低频信号中不存在周跳现象;2 拍音现象两种不同频率的声波传到耳朵里的时候,由于声波交替干涉,引起声波被加强或弱化的现象称为拍音。音现象概念2 拍音现象假设两种声波分别为:且1 2 1 2| | ,f f f f 音现象中频率的加和2 拍音现象拍音是一种简单的干涉现象,其应用也非常广泛。基频遗漏效应主观音调现象警 音现象应用全波形反演3 音现象对 为拍音现象得到 b,当没有低频数据的时候包络线就是全波形反演中我们所需要的。a) 两种频率略有不同的单频信号 ( 358;b) 两种信号的加和产生了振幅变化模式并且这种振幅变化率取决于两种频率的差别3 音 以用于建立复杂速度模型全波形反演振幅频率 差分拍音反演( 位频率 差分拍音反演( 幅 频率差分拍音 反演( 过计算信号的包络线可以很容易的对信号进行 解调,这给 振幅频率差分反演( 供了 思路。下面举例说明:例,震源 位于( x=0,z=0), 313个应答器部署在 x=100m到 x=1000深度相同( z=0)部署间隔为 度是常数 2000m/s。我们在应答器点上记录了三组数据( f=152的频率 f=123的频率 f= 幅 频率差分拍音 反演( 图意味着 |2|含有与极低频数据 这是因为a) 绘制了 2的实部 , 其中包含了相对高频的波数 分量 ;b) 黑色 曲线是 即 ,f=, 蓝色曲线是 ( 即|2|) 的振幅 ( 或包络线 )3 幅 频率差分拍音 反演( 图意味着 |2|含有与极低频数据 这是因为如果反演 的不是 2的话,大尺度结构信息能够被恢复而不会陷入局部最小数,式中 是正则化参数, 是 角频率 , 下标 位 频率 差分拍音 反演( 样可以去除震源估计不确定,测量误差,反射能量不必要串音等等的 影响。假设一维震源的振幅是 Z=据为:式中 数, 是 反射系数 R,透射系数 ,波数 位 频率 差分拍音 反演( 据:, ,必须 通过选择合适 的 将限制 在 内 。在此条件之下 , 式中 的高频波数 和 可以 用低频波数和 代替 。所以,周跳问题就可以避免。 成本 函数为,3 例计算用频率为 据进行 果如下a) 5果 , b) 5果 , 存在很多周跳引起的假象错误 ;3 例计算1 实验 表明,在没有低频数据的情况下, 度模型 ;2 反演 相同频率的数据,传统全波形反演能够得到更高精度的模型但是存在很多的假象错误且容易陷入局部 最小;结论:4 总结展望1 在 没有低频数据的情况下, 得到 一个大尺度结构得以恢复的光滑 速度模型;2 克服震源 估计误差,测量误差,反射和散射能量以及其他的许多 因素对 振幅解调 产生的不利影响;优点:不足:据;缺乏低频数据,而导致搜索方向错误陷入局部最小是 音全波形反演提供了一种解决这一问题的有效方法和思路,前景广阔!发展 :参考文献[1]an ]009,74(6):149]J. S. of in ]009,74(6):1]a,of ]012,77(5):199] ]014[5]J. D of ]2008, 73(5)[6]et ]. 012[7]宋建勇,张研,郑晓东等 J]2010: :55]成景旺,吕晓春,顾汉明等 J]2014,49( 5): 940
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