地球物理成像與醫(yī)學(xué)成像的約束反演方法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-28 12:23
近些年來,陸地和淺海勘探地震數(shù)據(jù)處理經(jīng)常遇到近地表復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。一般來說,常見的非線性近地表速度建模方法如初至走時(shí)層析成像和全波形反演均存在多解性問題。與地球物理成像方法類似,一些醫(yī)學(xué)成像手段如電阻抗成像也屬于高度病態(tài)的問題。約束反演方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于地球物理成像以及醫(yī)學(xué)成像來解決非線性反演的多解性問題。對(duì)于近地表速度建模來說,初至走時(shí)層析成像由于有限的初至走時(shí)信息以及射線理論的限制,無法對(duì)復(fù)雜構(gòu)造例如速度反轉(zhuǎn)、薄層構(gòu)造等進(jìn)行精確成像,從而無法保證靜校正量的準(zhǔn)確性。靜校正層析反演(Tomographic Inversion with Statics,TIS)被用來同時(shí)解決短波長(zhǎng)靜校正和速度建模問題。靜校正最優(yōu)化的初至走時(shí)層析成像方法(Statics-Optimized Traveltime Tomography,SOTT)可以在保證長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量準(zhǔn)確的同時(shí)進(jìn)行速度建模。我們結(jié)合這兩種方法來考慮利用長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正量進(jìn)行約束速度建模,提出了長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正量約束下的走時(shí)層析成像。我們首先應(yīng)用TIS方法得到短波長(zhǎng)靜校正量,并將其校正到拾取的初至走時(shí),然后通過長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正最優(yōu)化對(duì)初至走時(shí)層析成...
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:115 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.1:觀測(cè)系統(tǒng)位于地表時(shí)的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正近地表模型
?第2章長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像???(c)??Distance?(km)??0?2?4?6?8?10??i:J一'?:二?i??::1....._.-—;,。!?It,??(d)??Distance?(km)??0?2?4?6?8?10??°?i1?1?1?1?1?1?1?1?1?1?i?r2?^??i?_?—.?一.?_2-51??|;j??圖2.2理論模型測(cè)試:(a)真實(shí)理論模型;(b)初始速度模型;(c)傳統(tǒng)走時(shí)層析成像重構(gòu)??的速度模型;(d)長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像重構(gòu)的速度模型(位于上方的白??線表示最終基準(zhǔn)面;位于下方的白線表示中間基準(zhǔn)面)。??圖2.2b展示了用于傳統(tǒng)走時(shí)層析成像和長(zhǎng)短波長(zhǎng)約束的走時(shí)層析成像的初??始模型。圖2.2c顯示了通過傳統(tǒng)走時(shí)層析成像估計(jì)的近地表模型。傳統(tǒng)的走時(shí)??層析成像結(jié)果包含了真實(shí)模型的大多數(shù)特征,但是,由于高速異常體底部為速??度反轉(zhuǎn)帶,傳統(tǒng)走時(shí)層析成像無法對(duì)其進(jìn)行重建。長(zhǎng)短波長(zhǎng)約束的走時(shí)層析成??像重建的速度模型如圖2.2d所示。我們可以看到,相比于傳統(tǒng)的走時(shí)層析成像,??我們的方法重構(gòu)的速度模型的高速異常體速度反轉(zhuǎn)界面分辨率顯著提高,并且??最上層的低速區(qū)域也顯示出更高的分辨率。??為了進(jìn)一步定量說明我們的結(jié)果,我們分別計(jì)算了長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下??的走時(shí)層析成像以及傳統(tǒng)層析成像得到的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量,并??將其和真實(shí)長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量(利用如圖2.2a中所示的真實(shí)理論速度模型計(jì)算得??20??
?第2章長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像???到的靜校正量)進(jìn)行對(duì)比,如圖2.3a所示。兩種方法計(jì)算得到的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正??量相對(duì)于真實(shí)長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量的差異如圖2.6b所示。不難發(fā)現(xiàn),相對(duì)于傳統(tǒng)走??時(shí)層析成像來說,在整體趨勢(shì)上,長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像得到??的靜校正量和真實(shí)靜校正量更加接近,這意味著我們的方法得到了更加準(zhǔn)確的??長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量。??⑷??10?'?1?■?'??---True?shot?statics???Shol?statics?of?taveltime?tomography??q???—?Shot?statics?of?static-constrained?tomography??■?丁rue?receiver?statics???Receiver?statics?of?taveltime?tomoraphy??y??Receiver?statics?of?staticxxanstrained?tomography??-40?'?1?1?1?1???0?2000?4000?6000?8000?10000??Distance?(m)??(b)??12?i?i?i?i???Shot?statics?residual?of?traveltime?tomography??---Shot?statics?residual?of?static-constrained?tomography??q?.??Receiver?statics?residual?of?traveltime?tomography?_??/?——?Receiver?stati
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地震波形自動(dòng)分類與識(shí)別[J]. 趙明,陳石,Dave Yuen. 地球物理學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于分布式壓縮感知的微震數(shù)據(jù)壓縮與重構(gòu)[J]. 趙小虎,劉閃閃,沈雪茹,鄧園芳. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]基于偏移成像道集的剩余靜校正方法[J]. 徐錦承,張劍鋒. 地球物理學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]近地表反射和折射法的進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 劉江平,王瑩瑩,劉震,潘小康,宗育泉. 地球物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[5]全波形反演研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 楊勤勇,胡光輝,王立歆. 石油物探. 2014(01)
[6]地震數(shù)據(jù)壓縮重構(gòu)的正則化與零范數(shù)稀疏最優(yōu)化方法[J]. 曹靜杰,王彥飛,楊長(zhǎng)春. 地球物理學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]初至波波形反演方法及其數(shù)值模擬試驗(yàn)[J]. 潘艷梅,董良國(guó),劉玉柱,郭小龍. 石油物探. 2009(02)
[8]地震成像與空間成像、醫(yī)學(xué)成像的交叉與融合[J]. 毛寧波,戴塔根. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2003(04)
[9]復(fù)雜地形條件下靜校正的綜合尋優(yōu)[J]. 林依華,張中杰,尹成,周熙襄. 地球物理學(xué)報(bào). 2003(01)
[10]層析成像低速帶速度反演和靜校正方法[J]. 林伯香,孫晶梅,劉清林. 石油物探. 2002(02)
本文編號(hào):2943746
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:115 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.1:觀測(cè)系統(tǒng)位于地表時(shí)的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正近地表模型
?第2章長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像???(c)??Distance?(km)??0?2?4?6?8?10??i:J一'?:二?i??::1....._.-—;,。!?It,??(d)??Distance?(km)??0?2?4?6?8?10??°?i1?1?1?1?1?1?1?1?1?1?i?r2?^??i?_?—.?一.?_2-51??|;j??圖2.2理論模型測(cè)試:(a)真實(shí)理論模型;(b)初始速度模型;(c)傳統(tǒng)走時(shí)層析成像重構(gòu)??的速度模型;(d)長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像重構(gòu)的速度模型(位于上方的白??線表示最終基準(zhǔn)面;位于下方的白線表示中間基準(zhǔn)面)。??圖2.2b展示了用于傳統(tǒng)走時(shí)層析成像和長(zhǎng)短波長(zhǎng)約束的走時(shí)層析成像的初??始模型。圖2.2c顯示了通過傳統(tǒng)走時(shí)層析成像估計(jì)的近地表模型。傳統(tǒng)的走時(shí)??層析成像結(jié)果包含了真實(shí)模型的大多數(shù)特征,但是,由于高速異常體底部為速??度反轉(zhuǎn)帶,傳統(tǒng)走時(shí)層析成像無法對(duì)其進(jìn)行重建。長(zhǎng)短波長(zhǎng)約束的走時(shí)層析成??像重建的速度模型如圖2.2d所示。我們可以看到,相比于傳統(tǒng)的走時(shí)層析成像,??我們的方法重構(gòu)的速度模型的高速異常體速度反轉(zhuǎn)界面分辨率顯著提高,并且??最上層的低速區(qū)域也顯示出更高的分辨率。??為了進(jìn)一步定量說明我們的結(jié)果,我們分別計(jì)算了長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下??的走時(shí)層析成像以及傳統(tǒng)層析成像得到的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量,并??將其和真實(shí)長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量(利用如圖2.2a中所示的真實(shí)理論速度模型計(jì)算得??20??
?第2章長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像???到的靜校正量)進(jìn)行對(duì)比,如圖2.3a所示。兩種方法計(jì)算得到的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正??量相對(duì)于真實(shí)長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量的差異如圖2.6b所示。不難發(fā)現(xiàn),相對(duì)于傳統(tǒng)走??時(shí)層析成像來說,在整體趨勢(shì)上,長(zhǎng)短波長(zhǎng)靜校正約束下的走時(shí)層析成像得到??的靜校正量和真實(shí)靜校正量更加接近,這意味著我們的方法得到了更加準(zhǔn)確的??長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量。??⑷??10?'?1?■?'??---True?shot?statics???Shol?statics?of?taveltime?tomography??q???—?Shot?statics?of?static-constrained?tomography??■?丁rue?receiver?statics???Receiver?statics?of?taveltime?tomoraphy??y??Receiver?statics?of?staticxxanstrained?tomography??-40?'?1?1?1?1???0?2000?4000?6000?8000?10000??Distance?(m)??(b)??12?i?i?i?i???Shot?statics?residual?of?traveltime?tomography??---Shot?statics?residual?of?static-constrained?tomography??q?.??Receiver?statics?residual?of?traveltime?tomography?_??/?——?Receiver?stati
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地震波形自動(dòng)分類與識(shí)別[J]. 趙明,陳石,Dave Yuen. 地球物理學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于分布式壓縮感知的微震數(shù)據(jù)壓縮與重構(gòu)[J]. 趙小虎,劉閃閃,沈雪茹,鄧園芳. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]基于偏移成像道集的剩余靜校正方法[J]. 徐錦承,張劍鋒. 地球物理學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]近地表反射和折射法的進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 劉江平,王瑩瑩,劉震,潘小康,宗育泉. 地球物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[5]全波形反演研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 楊勤勇,胡光輝,王立歆. 石油物探. 2014(01)
[6]地震數(shù)據(jù)壓縮重構(gòu)的正則化與零范數(shù)稀疏最優(yōu)化方法[J]. 曹靜杰,王彥飛,楊長(zhǎng)春. 地球物理學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]初至波波形反演方法及其數(shù)值模擬試驗(yàn)[J]. 潘艷梅,董良國(guó),劉玉柱,郭小龍. 石油物探. 2009(02)
[8]地震成像與空間成像、醫(yī)學(xué)成像的交叉與融合[J]. 毛寧波,戴塔根. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2003(04)
[9]復(fù)雜地形條件下靜校正的綜合尋優(yōu)[J]. 林依華,張中杰,尹成,周熙襄. 地球物理學(xué)報(bào). 2003(01)
[10]層析成像低速帶速度反演和靜校正方法[J]. 林伯香,孫晶梅,劉清林. 石油物探. 2002(02)
本文編號(hào):2943746
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