基于HAFMM的无射线追踪跨孔雷达走时层析成像

作     者：王飞 刘四新 曲昕馨 李宏卿 王元新 吴俊军 WANG Fei;LIU Si-Xin;QU Xin-Xin;LI Hong-Qing;WANG Yuan-Xin;WU Jun-Jun

作者机构：吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司新兴物探开发处河北涿州072751 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2013年第56卷第11期

页      面：3896-3907页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金(40874043 41074076) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2013AA064603) 中国石油集团东方地球物理公司中青年科技创新基金项目(11-06-2013)资助 

主　　题：跨孔雷达 迭代线性反演 程函方程 有限差分 HAFMM 层析成像 

摘      要：本文使用最小二乘线性迭代反演方法对跨孔雷达直达波初至时数据进行反演,每次迭代过程中,用有限差分法求解走时程函方程,并用高精度快速推进方法(HAFMM)进行波前扩展,通过追踪波前避免了进行射线追踪.为了验证该方案,我们对三组合成数据进行了测试,分析了单位矩阵算子、一阶差分算子和拉普拉斯算子等三种不同模型参数加权算子对模型的约束和平滑效果;讨论了FMM和HAFMM对反演精度的影响;测试了LSQR,GMRES和BICGSTAB等三种矩阵反演算法的反演效果.此外,我们还对一组野外实测数据进行了反演,对比了基于本方案以及基于平直射线追踪和弯曲射线追踪的走时层析成像反演效果.对比分析结果表明,使用拉普拉斯算子和HAFMM进行反演能较好地进行目标体重建,而三种矩阵反演方法对反演效果的影响差别不大;并且通过对波前等时线图的分析可以定性地判断异常体的性质和位置;而在对实测数据目标体的重建上,本方案能达到甚至优于弯曲射线算法的重建效果.