初至波菲涅耳体层析成像及其在山地静校正中的应用

作     者：赵亚生 

作者单位：中国海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张建中

授予年度：2014年

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] 

主      题：菲涅耳体 菲涅耳体半径 影响因子 层析成像 静校正 

摘      要：地球表层速度资料对地震资料的处理有着至关重要的作用，而对于复杂地区的表层速度往往不能很好的求取。利用初至走时的层析成像常被用于表层速度的反演，但其所基于的射线理论由于只考虑中心轴线穿过介质的影响，而与实际波的传播过程存在差异，且其建立的反演矩阵由于射线密度不足而造成反演方程的病态等，本文采用了菲涅耳体层析反演速度模型并计算其静校正。 文中介绍了基于菲涅耳体定义计算菲涅耳体及通过近似方法求取菲涅耳体的计算方法，并对理论计算的菲涅耳体与近似计算的菲涅耳体进行了比较，通过比较发现两者形状大小基本类似，用于反演的介质基本相同。然后通过拟合的方法对菲涅耳体内部介质点的影响系数进行了讨论，并给出了菲涅耳体内介质点的近似计算方法，通过比较带有权重的理论菲涅耳体与近似菲涅耳体，可以看出两者用到的介质及影响系数差别不大，但由于近似菲涅耳体层析反演不需要计算检波点在整个模型中的波前走时，可以节约大量的计算时间，提升效率。通过模型测试，验证了基于理论菲涅耳体定义进行的层析反演与基于近似计算菲涅耳体进行的层析反演两者得到的速度模型大体相似，而计算所需的时间则大大减小，因此近似菲涅耳体层析更适用于实际资料的反演。最后利用菲涅耳体层析得到的反演速度及走时残差计算炮点及检波点的长、短波长静校正量，并将之应用于山地资料的静校正，从结果可以看出该方法可以较好的改善山地资料的静校正效果，同样验证了该方法对三维实际资料的适用性。 在以上研究的基础上，基于C++程序设计实现了理论菲涅耳体层析静校正及近似菲涅耳体层析静校正相关程序，并利用Matlab对程序相关的数据进行了成图，程序主要有模型建模、正反演计算、静校正的计算及程序输入输出接口等，通过输出其他处理系统格式的速度等文件，为实现与其他系统的联合处理提供了可能。通过对不同实际三维资料的反演，该方法在这些复杂山区的静校正问题上取得了较好的应用效果。