一种新的频率选取策略及其在频域波形反演中的应用

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1、一种新的频率选取策略及其在频域波形反演中的应用专业名称：微电子学与固体电子学摘要近年来，全波形反演已经成为估计地下介质参数的有力工具，其具体实现方法分为频域和时域两大类。频域波形反演方法相对于时域反演方法而言，数据的选取更加灵活，考虑到地震数据在频域表示中的冗余性，可知前者具有更高的计算效率。频域全波形反演是一种能够获得高分辨率反演结果的反演方法，但在模型较大时进行全频点反演的计算量很大。Sirgue和Pratt(2004)提出一种波形反演中的频率点选取的方法，在不影响反演精度的前提下，可以减少频域波形反演所需计算的频率点数目，从而节省计算量。目前，大多数的频率点选取方法都是基于地

2、下介质速度为均匀分布这一假设前提的，为了研究在更加接近实际地下介质的背景模型下的情形，本文在线性递增速度模型的基础上，利用散射波场的Born近似、WKBJ近似以及地震波的一般传播规律，根据模型修正量中竖直方向上的波数覆盖，提出一种新的频率点选取策略。结果表明，在接近实际的地下介质速度分布情况下，可以采用比Sirgue和Pratt方法更少的频点来进行频域反演，而不会影响反演的精度，从而可以进一步提高反演计算的效率。本文针对一维速度模型、Marmousi模型和Overthrust三个模型进行反演实验，模拟算例结果验证了该优化的频率点选取方法的有效性。关键词：频率点选取；波数覆盖；线性递

3、增模型；频域波形反演ABSTRACTInrecentyears,waveforminversionhasbecomeapowerfultoolforestimatingtheparametersoftheundergroundmedium,anditsimplementationisdividedintotwomajorcategoriesoffrequencydomainandtimedomainmethod.Comparedtotimedomaininversionmethod,thefrequencydomaininversionmethodhasmoreflexibleda

4、taselection,consideringtheredundancyofseismicdatainthefrequencydomain,showthatthefrequencydomaininversionmethodhashighercomputationalefficiency.Themethodoffrequency-domainfull-waveforminversioniscapableofobtaininghighresolutionresults,butitsufferedaheavycomputationwheninvertinglarge-scalemodel

5、swithallfrequencies.SirgueandPratt(2004)proposedadiscretizationstrategythatreducestheinputfrequenciesrequiredforinversionandincreasesefficiencywithoutlossaccuracyoftheinversionresults.Atpresent,themostfrequencyselectionmethodsarebasedontheassumptionthatthevelocityofundergroundmediumfollowsunif

6、ormdistribution,inordertostudythesituationthatthebackgroundismoreclosetotheactualundergroundmedium,inthispaperweusethevelocityofmediumlinearlyincreaseswithdepth,applytheBornapproximationofscatteredfield,theWKBJapproximation,andthegenerallawofseismicwavepropagation,accordingtothecoverageofverti

7、caldirectionwavenumberinmodelcorrection,andproposedanewfrequencyselectionstrategy.Experimentresultsshowedthatunderthemorerealisticassumption,ourmethodcouldobtainthesamelevelofaccuracywithfewerfrequenciesthanthatrequiredbySirgueandPratt’