《起伏地形彈性波有限頻層析成像和全波形反演方法研究》是依託中國科學技術大學，由張偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：起伏地形彈性波有限頻層析成像和全波形反演方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張偉
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於彈性波波形信息進行速度反演和結構成像是地震學和勘探地球物理領域的前沿課題，目前的彈性波波形成像研究往往忽略地形起伏或者採用聲波近似。本研究擬開發起伏地形的彈性波有限頻層析成像算法和全波形反演算法，討論起伏地形對彈性波波形成像的定量影響。主要研究內容包括：（1）開發適用於劇烈起伏地形的準確、高效的彈性波模擬算法：採用曲線格線以避免階梯格線引起的虛假散射，採用多塊格線以適應劇烈起伏地形，採用自適應局部加密格線以提高計算效率；（2）開發起伏地形的彈性波有限頻層析成像算法和全波形反演算法：探討耗散格式的波場逆時傳播計算問題，採用擬牛頓和信賴域相結合的最最佳化算法以提高非線性反演的收斂速度；（3）對特徵起伏地形和龍門山斷裂帶地形進行大規模的地震波模擬，產生合成地震數據，用合成數據測試起伏地形在採用水平地表近似、聲波方程近似時結果同彈性波波形成像結果的差異，以指導實際起伏地形區域波形成像方法的選擇。
結題摘要
地震波波形中包含有豐富的震源信息和傳播路徑上的內部結構信息，使用波形反演方法可以獲得更高解析度的地球內部結構。在存在劇烈地形起伏的地區套用波形反演技術，需要在地震波正演和反演中正確考慮地形起伏的影響。項目首先對提高起伏地形彈性波數值模擬算法效率進行了研究，發展了空間和時間局部不連續的多塊格線彈性波有限差分算法，實現了二維和三維起伏地形任意各向異性介質彈性波模擬算法，給出了雙極點復頻移完全匹配層最佳化參數選取方案，為起伏地形地區三維有限頻層析成像提供了有效波形正演工具。針對起伏地形地區套用有限頻層析成像和全波形反演算法，本項目發展了採用三維格林函式對地震進行定位和震源機制反演的方法，實現了高效的正演地震波場有損壓縮技術，對含有真實地形起伏的龍門山地區三維結構進行了有限頻成像反演。在項目的研究中，我們發現天然地震數據覆蓋不均勻對成像結果影響較大，因此進一步開展了被動源轉換波逆時偏移成像和速度建模的研究，已經取得了初步進展。本項目發展的適用於起伏地形的高效彈性波數值模擬算法和三維彈性波有限頻層析成像軟體為採用密集台陣數據反演我國地形起伏劇烈地區的高精度地下速度結構奠定了基礎。
