弹性波全波形反演
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ˆ
2
Vs Vs Ha Ha Vs 0
ˆ
2
步骤三：利用L-BFGS法求取新目标参数的更新量： 步骤四：换算得到关于纵横波速度的更新量
Vp Vˆ p Vp 0
Vs Vˆ s Vs 0
模型试算
实 际 纵 波 模 型 初 始 纵 波 模 型
部分推覆体模型，固定泊松Байду номын сангаас为0.25。
步骤一：利用初始速度的平均值将目标参数尺度化得 到新目标参数 Vp Vs Vˆ p Vˆ s Vp 0 Vs 0
步骤二：计算关于新目标参数的梯度及拟Hessian矩阵
E E Vp 0 v p Vp ˆ
E E Vs 0 v s V s ˆ
Vp Vp Ha Ha Vp 0
3. L-BFGS法不仅具有较快的收敛速度，而且具有多 参数之间的比例调节作用，能够较好的适应多参数反 演问题。
谢谢
二维弹性波时间域 全波形反演
难以得到深 层速度场 速度分 析
速度 建模
层析成 像
仅利用旅行 时信息，精 度不高
全波形 反演
充分利用叠前资料 的运动学和动力学 信息，具有揭示复 杂构造和岩性参数 的能力
初始模型
正演模拟
模拟记录与原 始记录相减 原始记录
时 间 域 全 波 形 反 演 流 程
残差记录 正传波场
梯度：
S S
T
0
u w L1 L 2 dt x z x z u L1 u w L1 L 2 L 2 w 2 dt z x z x x x z z
横 波 速 度
0-10Hz反演结果 0-3Hz反演结果
0-25Hz反演结果 0-5Hz反演结果
模型试算-多尺度反演
纵波速度对比 横波速度对比
选取X=5000m处的速度进行对比
结论
1. 弹性波全波形反演具有精确刻画地质体弹性参数 的能力。但由于反演问题的非线性强，对初始模型有 较高要求。
2. 通过复杂模型测试表明，时间域的多尺度反演策 略能够减小对初始模型的依赖，降低问题的非线性。
模型试算-单尺度反演
纵 波 速 度 反 演 结 果 横 波 速 度 反 演 结 果
模型试算-多尺度反演
X分量原始记录 0-3Hz滤波结果 0-5Hz滤波结果
低通滤波
采用Bunks 提出的多尺度反演策略，分别对0-3Hz,0-5Hz,0-10Hz,0-25Hz数据进行反演。
模型试算-多尺度反演
纵 波 速 度
T
0
S vp 2vp S 2vs vs
S S S 4 vs
结合L-BFGS法的多参数反演方法
不同于声波，弹性波的反演是一个多参数问题。多参数反演中，
Hessian矩阵具有不同参数间的比例调节作用，只需要一个步长就 可以解决多参数反演问题。因而能够估算Hessian矩阵的L-BFGS法 在多参数反演中具有巨大优势。
逆时波场
计算梯度 更新模型 否
是否达到 迭代终止 条件
是
梯度的求取
目标函数： 约束条件：
模拟数据与观 测数据之差
2u u w u u w 2 fx x x z x z z x t 2 2w u w w u w 2 fz z x z z x z x t 2
2
Vs Vs Ha Ha Vs 0
ˆ
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步骤三：利用L-BFGS法求取新目标参数的更新量： 步骤四：换算得到关于纵横波速度的更新量
Vp Vˆ p Vp 0
Vs Vˆ s Vs 0
模型试算
实 际 纵 波 模 型 初 始 纵 波 模 型
部分推覆体模型，固定泊松Байду номын сангаас为0.25。
步骤一：利用初始速度的平均值将目标参数尺度化得 到新目标参数 Vp Vs Vˆ p Vˆ s Vp 0 Vs 0
步骤二：计算关于新目标参数的梯度及拟Hessian矩阵
E E Vp 0 v p Vp ˆ
E E Vs 0 v s V s ˆ
Vp Vp Ha Ha Vp 0
3. L-BFGS法不仅具有较快的收敛速度，而且具有多 参数之间的比例调节作用，能够较好的适应多参数反 演问题。
谢谢
二维弹性波时间域 全波形反演
难以得到深 层速度场 速度分 析
速度 建模
层析成 像
仅利用旅行 时信息，精 度不高
全波形 反演
充分利用叠前资料 的运动学和动力学 信息，具有揭示复 杂构造和岩性参数 的能力
初始模型
正演模拟
模拟记录与原 始记录相减 原始记录
时 间 域 全 波 形 反 演 流 程
残差记录 正传波场
梯度：
S S
T
0
u w L1 L 2 dt x z x z u L1 u w L1 L 2 L 2 w 2 dt z x z x x x z z
横 波 速 度
0-10Hz反演结果 0-3Hz反演结果
0-25Hz反演结果 0-5Hz反演结果
模型试算-多尺度反演
纵波速度对比 横波速度对比
选取X=5000m处的速度进行对比
结论
1. 弹性波全波形反演具有精确刻画地质体弹性参数 的能力。但由于反演问题的非线性强，对初始模型有 较高要求。
2. 通过复杂模型测试表明，时间域的多尺度反演策 略能够减小对初始模型的依赖，降低问题的非线性。
模型试算-单尺度反演
纵 波 速 度 反 演 结 果 横 波 速 度 反 演 结 果
模型试算-多尺度反演
X分量原始记录 0-3Hz滤波结果 0-5Hz滤波结果
低通滤波
采用Bunks 提出的多尺度反演策略，分别对0-3Hz,0-5Hz,0-10Hz,0-25Hz数据进行反演。
模型试算-多尺度反演
纵 波 速 度
T
0
S vp 2vp S 2vs vs
S S S 4 vs
结合L-BFGS法的多参数反演方法
不同于声波，弹性波的反演是一个多参数问题。多参数反演中，
Hessian矩阵具有不同参数间的比例调节作用，只需要一个步长就 可以解决多参数反演问题。因而能够估算Hessian矩阵的L-BFGS法 在多参数反演中具有巨大优势。
逆时波场
计算梯度 更新模型 否
是否达到 迭代终止 条件
是
梯度的求取
目标函数： 约束条件：
模拟数据与观 测数据之差
2u u w u u w 2 fx x x z x z z x t 2 2w u w w u w 2 fz z x z z x z x t 2