地震层析成像技术 ppt课件

二、地震层析成像方法面临的主要问题
2.2 三维波动方程有限差分算法模拟地震波场的问题 开展非弹性介质和完全弹性介质有限差分法三维
一、地震层析成像研究发展概况
80年代，地震层析成像发展到勘探地球物理学界， 自从在亚特兰大（Atlanta）召开的第54届地球物理 勘 探 学 家 协 会 （ SEG(Society Of Exploration Geophysicists)）年会上设置了地震层析成像研究 内 容 的 主 题 之 后 ， 以 Daily （ 1984 ） ， Somersten(1984), Pratt and Worthington (1984),Bishop(1985)等人的研究为代表，利用人 工地震发射与接收系统的地震层析成像理论、方法 和技术以数值模拟的形式得到深入、广泛的研究。 90年代，不论是利用天然地震数据还是人工地震数 据的地震层析成像方法在认识地球的基础研究领域 以及在资源勘探、工程勘探、环境保护、文物调查、 防灾减灾等许多应用领域都得到实验性研究并取得 有效的进展。
二、地震层析成像方法面临的主要问题
2.1 地震波走时自动拾取问题 在地震层析成像的研究中 ,可获得的观测数据是地震 记录 .从地震记录中可以获得地震波的走时、振幅和 频率 ,其中最关键的是地震波走时 .随着数字地震技 术的发展 ,观测数据的数量迅速增加 ,准确地进行地 震波走时的拾取越来越成为一项重要且繁重的工作 . 为此 ,走时的自动拾取成为人们研究与关注的对象 .
二、地震层析成像方法面临的主要问题
2.1 地震波走时自动拾取问题 近年来 ,先后出现了相邻道互相关方 法](Gelchinsky，1983)、能量比较方法(Coppens， 1985)、改变褶积算子宽度的方法（Ramananant , 1 987）等等 .90年代之后 ,地震初至波走时拾取的 方法有了新的进展 ,如基于分形理论的Divider方法 和Hurst方法(Boschetti, 1 996) ,特别是中国科学 家提出的基于Hausdorff分维算法的地震波走时全 自动拾取方法(Chang, 1 999)也取得了良好的效果 .
地震勘探新方法技术
第九讲：地震层析成像技术
地震层析成像技术
一、地震层析成像研究发展概况 二、地震层析成像方法面临的主要问题 三、地震走时层析成像算法 四、实例
一、地震层析成像研究发展概况
地震层析成像是地球物理学科的一个研究领域。在 地球物理学研究中勘探地球物理是一个年青的学科， 它起源于20世纪30年代。早期的地球物理勘探和地 球物理方法从属于地质方法，即地质学家预测一个 构造，地球物理学家用他们的原始的勘探技术去验 证这一结构。60年代，地球物理学家获得了地下二 维数据记录，使得地球物理学家从野外回到了室内， 为从数据记录中获得地下结构的图像开始了精细的 数据处理与解释研究。
一、地震层析成像研究发展概况
20世纪60年代初期，美国科学家Cormack从数学和 实验结果证实了根据X射线的投影可以唯一地确定人 体内部结构，从而奠定了医学诊断上图像重建的理 论 基 础 ， 即 X 射 线 CT(X Ray Computer Tomography). 60年代中期和70年代中期,随着数 学图像重建方法在射电天文学和电子显微学方面的 应用和发展，在数学方法上出现了本质上与奥地利 数学家1917年提出的Rndon逆变换方法相同的褶积 投影方法，Chapman，1981）。此后，地学界借 助医学CT思想，利用地震波的传播对地壳乃至上地 幔结构开始进行半定量研究。从此，低着层析成像 成为地球物理学研究的一个新领域。
二、地震层析成像方法面临的主要问题
2.2 三维波动方程有限差分算法模拟地震波场的问题 不论是天然地震还是人工地震 (即使是二维观测方 式 )的观测数据都是在三维空间介质中形成 .由于地 下地质结构的千变万化 ,理论数据的正演计算只有在 三维空间中实现才更具有实际意义 .而目前大多采用 二维计算 ,使得理论数据与观测数据之间的误差不仅 由地质模型形成而且还由计算方法的数学模型形成 . 三维波动方程的有限差分解是获取地震波三维波场 的有效方法 .
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2.1 地震波走时自动拾取问题 这些新方法以分形 (Fractal)理论为依据 ,通过对地 震记录时间序列分数维 (Fractaldimension)的计 算 ,实现了对地震波初至走时的自动拾取 .分数维方 法的最突出的优点是相邻道的无关 ,这一优点显然适 用于地震层析成像方法以及天然地震的无规则观测 方式 ,是一项非常有实用价值的方法 .从文献中获悉 , 利用分形分维理论 ,根据地震波初至到达前后地震记 录分维的差别 ,对反射地震记录、透射地震记录以及 天然地震记录可以成功地进行初至走时的拾取 .目前 这一方法得到更多专业人员的关注和研究 ,可望获得 更有效的研究成果.
一、地震层析成像研究发展概况
80年代，随着计算机工作站的发展，数据处理技术 从二维向三维迅速发展，地球物理学家可以清晰的 看清地下结构的图像。从而地球物理学完成了从受 地质学驱使到驱动地质学发展的循环 （Russell,1999），即地球物理学家通过使用地球 物理的数据采集技术、数字处理技术和可视化技术 看清三维地下结构。目前，勘探地球物理已经成为 经济和生产领域的高技术之一。
一、地震层析成像研究发展概况
地震层析成像的研究在70年代首先以井间速度结构 调查为研究对象（Bois et al.1972）。1979年， Dines和Lytle首先对地震层析成像坐了大量数值模 拟，并公布了利用弯曲的地震射线进行地下地震波 速度成像的结果，并首先将层析成像 （ Computerized Geophysical Tomography ） 这 一 名 词 用 于 论 文 的 标 题 。 1984 年 ， 美 国 的 Anderson利用天然地震数据着手全球构造研究，并 公布了全球三维速度结构。从而使人们对重力场变 化、密度结构、地幔物质流动有了新的认识。