地震波CT成像系统 PPT
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地震映像方法PPT课件
3、面波
4、绕射波
在介质中存在局部异常体或断层的断点、 岩性分界面时会产生绕射波
地震映像的野外工作方法
1）测量方法
共偏移距法
2）记录点的位置
激发和接收的中点，反映中点两侧射线传播范围 内地下的岩层、岩性的变化
3）最佳偏移距
不局限于反射波的最佳，而是扩展到全波列而言
地震映像法的应用
7、水上连续探测
福建平潭海峡大桥选址的地震映象波形图
8、断层的探测
断层存在时，在岩性突变点或断层的角 点产生绕射波，在地震映像图上，出现 明显的双曲线型同相轴。
8、断层的探测
可以看到明显的绕 射波，绕射波双曲 线的顶点即为断层 在剖面上的端点； 在断层端点两侧的 地震波形特征有明 显的差异，断层端 点左侧有多组反射 波，为泥岩地层中 多个泥岩薄层或含 煤层的反映；右侧 为较厚的砂岩地层 的反映。
小结
前面所举出的实例中，采用地震映象方法探 测时，都采用了1种以上的有效波，这样分析 解释就有更充分的依据，结合地质资料后， 能得到较好的地质效果。但分析地震波的种 类、合理地采集有效波，准确地分析地震映 象图的基础仍然是制作和分析试验剖面。必 要时在一个工地上，需要在地质条件变化处 作多个干扰剖面。
地震映像方法及其原理
各种波在地震映像波形图上的反映
1、折射波
1、折射波
在实际工作中，如选择折射波为有效波，则 地震映像波形图上的第一个同相轴为折射波。
折射波同相轴的变化，反映了折射界面深度和 （或）界面以上介质速度的变化。界面水平时， 折射波到达时间反映激发点下界面深度，也是界 面上各点的深度。而界面起伏时，折射波到达时 间只能表示滑行波传播路径内界面的平均深度。
1、折射波
地震勘探原理ppt
6.不同频率有不同用处
在时间域，当子波的主瓣宽度（半周期）和砂层的时间厚度相一致时，褶积后，
输出振幅达到最强，否则振幅要变弱。显然，被增强的砂层厚度大致为 1/4 视波 长。（图 17-19）
ΔH=
1 4
v
T
v 4f
增强砂层的厚度与加强频率的关系（v=3000m/s） 厚度（m） 75 37.5 25 18.8 12.5 9.4 7.5 6.2 4.7 频率(Hz) 10 20 30 40 60 80 100 120 160 如希望搞清楚厚度为 60m 的砂层，f1 必须达到 10Hz，否则如图 16 中曲线 20—66Hz，不能反 映出 60m 的砂层，但它可以勉强反映 30m 的砂层。又如要正确反映出 6m 的砂层（包括它的 宽度和波阻抗值），则需要 f2 达到 120Hz，如图 16 中曲线 3 反映 6m 很好，而曲线 4 即 10—80Hz 的阻抗值就偏小，厚度也偏大。在以上七个砂层的模型中，每个砂层几乎是孤立的，这种情况
（1）二维 三维 （2）叠后 叠前 （3）声波 弹性波 （4）各向同性 各向异性 （5）单一 综合
今后的主要任务首先应是提高地震勘探的分辨率，没有足够的分辨率， 很难在储层研究及油藏描述方面有所作为。高分辨率地震勘探是一个系统 工程，它有很多环节。
3
高分辨率系统工程
Shot 激发——小药量，小井深
Knapp指出，倍频程一样，波形一样时，还是瘦的子波分辨率高，因此分辨率不
能用倍频程来衡量，只能用绝对频宽来衡量。相对频宽决定了子波的振动相位数，如
图14，零相位子波当相对频宽低于1个倍频程时，连续相位迅速增多。
(3)视频率(主频)
通频带的中心频率fc 决定了视频率 f p (或称主频)，即
第十四讲地震波层析成像
这两种方法主要是利用了地震波传播时，影响地震波传播的不 是简单的射线，而是形状与香蕉类似（即具有一定直径的弯曲 传播路径）的区域，而震源和记录台站是该香蕉的两个端点。 这两种方法优点是在依据地震波传播理论的基础上，考虑到了 地震波频率与模型介质尺度间的影响，同时也用到震相走时信 息。
finite frequency kernels for travel time perturbations
Input
Radon Projected
Recovered (output)
Back projection of the function is a way to solve f() from p()
(“Inversion”): f ( x , y ) p ( x c y s o ) ) d i , s n 0 精品PPT
▪ Remove instrument response, de-mean, detrend, bandpass filter, time-domain normalization, spectral whitening
▪ Cross-correlation: 1 day at a time. ▪ Stack over many days. ▪ Waveform selection (SNR) for tomography
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首先从理论上证明了地震学中的τ-P 变换即是Radon 变换(Chapman , 1981)。
地震波层析成像首先由Aki等提出，并给出了小尺度（Aki and Lee, 1976） 和区域尺度（Aki et al., 1977）远震体波层析成像（Teleseismic body-wave tomography）。 Dziewonski等在1977年给出了全球尺度的体波层析成像成果（Dziewonski et al., 1977）。
finite frequency kernels for travel time perturbations
Input
Radon Projected
Recovered (output)
Back projection of the function is a way to solve f() from p()
(“Inversion”): f ( x , y ) p ( x c y s o ) ) d i , s n 0 精品PPT
▪ Remove instrument response, de-mean, detrend, bandpass filter, time-domain normalization, spectral whitening
▪ Cross-correlation: 1 day at a time. ▪ Stack over many days. ▪ Waveform selection (SNR) for tomography
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首先从理论上证明了地震学中的τ-P 变换即是Radon 变换(Chapman , 1981)。
地震波层析成像首先由Aki等提出，并给出了小尺度（Aki and Lee, 1976） 和区域尺度（Aki et al., 1977）远震体波层析成像（Teleseismic body-wave tomography）。 Dziewonski等在1977年给出了全球尺度的体波层析成像成果（Dziewonski et al., 1977）。
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
2.1 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
2.2 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
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 化、密度结构、地幔物质流动有了新的认识。
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 .
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。
地震偏移成像基本原理ppt课件(共114张PPT)
Correction
三大处理技术:
反褶积、叠加、和偏移成像
反褶积和叠加引自其它相关学科 偏移成像基于古典技术
偏移成像: 1.具有地震勘探本身的特征。
过渡到地震波动力学特 征
§1.1 偏移成像的基本原理
一．偏移成像的概念
偏移
反偏移
反射地震方法:
1.激发弹性波，2.记录反射波, 3.研究地质岩层结构和物 性特征。是一种反散射问题。
（1.1.24）
此时反向外推遇到倏逝波，正向外推发生耗损波。分别表示为：
考虑到我们的边界条件是线性的，可以求出反射系数：
40a〕式可改写为：
38〕公式组可以看出，后两种展开是等价的。
9〕式得出F-k域的向下外推公式
20〕式完全相同，因此〔1.
z方向上差分网格向下外推时不重叠，速度变化可稍大些。
根据这个公式可以进行地震记录的向下半空间延拓，求出地下任何一点的波场，实现地震波偏移的目的。
这个方程可用来模拟下行波的地震记录。
（2〕下行波反向外推公式 下行波的反向外推是指沿负z方向的外 推。其外推式为：
（1.1.20）
上式可用来从下行波场进行反向求源的计算工作。
下面分析波场本身的条件对外推结果的影响
（1.1.21）
当
时， 为正或负的实数，这时所有外推公式中存在虚指
数。说明在外推过程中波场发生相位变化。一般都能得出正确的结
2). Kirchhoff积分法波动方程法偏移：70年代中期，French和 Schneider等在绕射偏移法的基础上使用了波动方程解的Kirchhoff积 分公式，发展为地震偏移的波动方程积分法。使绕射偏移建立在可 靠的波的基本原理上。因而改善了偏移剖面，取得了良好的效果。
三大处理技术:
反褶积、叠加、和偏移成像
反褶积和叠加引自其它相关学科 偏移成像基于古典技术
偏移成像: 1.具有地震勘探本身的特征。
过渡到地震波动力学特 征
§1.1 偏移成像的基本原理
一．偏移成像的概念
偏移
反偏移
反射地震方法:
1.激发弹性波，2.记录反射波, 3.研究地质岩层结构和物 性特征。是一种反散射问题。
（1.1.24）
此时反向外推遇到倏逝波，正向外推发生耗损波。分别表示为：
考虑到我们的边界条件是线性的，可以求出反射系数：
40a〕式可改写为：
38〕公式组可以看出，后两种展开是等价的。
9〕式得出F-k域的向下外推公式
20〕式完全相同，因此〔1.
z方向上差分网格向下外推时不重叠，速度变化可稍大些。
根据这个公式可以进行地震记录的向下半空间延拓，求出地下任何一点的波场，实现地震波偏移的目的。
这个方程可用来模拟下行波的地震记录。
（2〕下行波反向外推公式 下行波的反向外推是指沿负z方向的外 推。其外推式为：
（1.1.20）
上式可用来从下行波场进行反向求源的计算工作。
下面分析波场本身的条件对外推结果的影响
（1.1.21）
当
时， 为正或负的实数，这时所有外推公式中存在虚指
数。说明在外推过程中波场发生相位变化。一般都能得出正确的结
2). Kirchhoff积分法波动方程法偏移：70年代中期，French和 Schneider等在绕射偏移法的基础上使用了波动方程解的Kirchhoff积 分公式，发展为地震偏移的波动方程积分法。使绕射偏移建立在可 靠的波的基本原理上。因而改善了偏移剖面，取得了良好的效果。
地震波层析成像和电磁波层析成像
地震波层析成像和电磁波层析成像地震波层析成像和电磁波层析成像1.地震波CT地震层析成像的主要目标是确定地球内部的精细结构和局部不均匀性。
这不仅可以促进地球科学的发展，而且还可以解决许多地质勘探和矿产资源开发中的难题。
第一个原因是岩石地震波与岩性性质有比较稳定的相关性，易于对地球内部成像，反之，对找水活确定流体性质时，电磁波层析成像较好。
第二个原因是对于主要频段的电磁波，其衰减比地震波大。
对于地址勘探、采矿工程、勘察工程等来说目标提一般为几米到几百米，对应波长为几十米，频率为数十赫兹。
这种的地震波在不松散的岩石中传播为几公里后耍贱一般不超过120dB，接收起来不费力。
反而相应波长的电磁波在岩石中传播几十米后就可能衰减100dB，难以穿透几百米的岩层。
第三个原因是电磁波速度太快，反映波速的到时参数难以测量。
地震波波速为每秒几千米，振幅、到时都易于测量，而且在地震记录上可以区分不同的震相，从而得到丰富地质信息。
1.井间地震波数据的采集方法一般地层观测排列均匀布置在风化层一下，以使提高成像分辨率。
一般采集方法及对应的观测方式有：1.共激发点道集数据采集方法单点激发，多点接收的观测方式采集地震数据。
这种方法比较适用于在震源连续性能较差且接收为多道检波系统的情况下使用。
这种方法有采集快，效率高的特点。
但要求至少有一口井的井深超过目的层且满足目的层覆盖要求。
2.共接收点道集数据采集方法这种方法以移动式多点源激发，单点接收的观测方式采集地震数据。
适合在震源连续激发性能较好且接收器为单级检波器系统情况下使用。
但施工效率不高，也有井深要求。
3.YO-YO道集数据采集这种方法采用激发点和接收点反向移动的观测方式采集地震数据。
要求震源系统具有良好的连续激发性能，获得道集多用于反射波成像。
适合井深不符合透射层析成像要求的目的层成像问题。
4.井间地震连续测井方法这种方法采用激发点和接收点等间距同向移动的观测方式采集地震数据。
《地震波运动学》PPT课件
（2）当测线平行于地层走
相等。此时,射线平面是铅直的 ，在该平面内可见到界面的法
线深度h，即 h Vav t0 / 2 ,表示 界面到O点的垂直距离。而从O
点垂直地面向下到界面的深度 称为真深度，也称之为铅垂深 度或钻井深度。界面的法线深
度h与真深度hz之间有下列关系
： hz h / cos
真深度、法线深度的关系
测线平行界面走向时深度间的关系
x
x
R
Ds
A
C
h
1
2
φ
C h C
I
R
B
倾斜界面反射波时距曲线的特点
t
1 v
x2 4h2 4xhsinφ
1、时距曲线为双曲线；
2、xm = ∓2hsinφ 是时距曲线极小点的横坐
标，极小点相对激发点偏向界面上倾一侧；
3、在极小点处，反射波返回地面的时间最短，
tm=2hcosφ/v
4、 xm 点实际上就是虚震源在测线上的投影，
多次覆盖剖面上的特殊波
回转波的水平叠加剖面（a）和偏移剖面（b）
第五节 地震反射的时间记录剖面
原始的地震资料上，地下地质界面是 以双曲线型的时距曲线表现出来的， 水平界面的时距曲线是一条双曲线， 倾斜界面的时距曲线也是一条双曲线， 很显然，时距曲线不能直观地反映实 际的地下界面。
时间记录剖面：用时间来标定同相轴 所代表的界面深度的地震记录。
2、断面反射波的时距曲线为双曲线；
3、特点：倾角大；反射波振幅强度变化 大；断点有可能产生绕射。
4、地质意义：指示断层的存在及大致的 位置。
三、凹界面上的反射波
凹界面按其具体特点又可分为几种 情况
圆弧的曲率半径为ρ界面的埋藏深
第一节地震波的基本概念精品PPT课件
如图:
在t0时刻，波源开始振动， 过了一段时间到了t0’ （t0’ > t0 ）， 波源的振动可能停止了或暂时停顿了； 到了 t1 时刻，传播了一段距离。
在V0区域：波已经传播过去，振动已停止； 在V1区域：介质振动正在进行； 在V2区域：波还没有传到；
S: t1 时到波前，波是不 断前进的，波前、 波尾是相对某一时刻的波前、波尾。介质 中的任何一点都有一个波面。
5、地震折射波：
当入射角 c 时，发生全反射，不产生滑 行波，没有透射波，滑行波传播又引起另 外的效应，由于两种介质互相密接，滑行 波在传播过程中也会反过来影响第一种介 质，并在第一种介质中激发新的波，这种 由滑行波引起的波，在地震勘探中叫“折 射波”。
四、地震勘探中的常见波
在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之 后会产生各种各样的地震波。 ㈠按波在传播过程中质点振动方向区分为 纵波：质点振动方向与传播方向一致; 横波：质点振动方向与传播方向垂直;
一、地震波是在岩层中传播的弹性波
波动：振动在介质中的传播。
二、波的几个特征 1. 振动和波动的关系就是部分和整体的关系
波有一定的速率。 波的频率等于震源的频率。
2. 波前、波后和波面
波前：
介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组 成的面叫波前。
波面：介质中同时开始振动的各 Nhomakorabea点所组成的 曲面叫波面。
波后： 介质中某一时刻刚刚停止振动的各点组 成的面叫波后。
为了反应各点的振动之间的关系，把同一 时刻各点的位移画在同一个图上 ，即描述 某一时刻各质点偏离平衡位置的曲线。
不同的质点可能有不同的振动曲线； 不同的时刻有不同的波形曲线； 在地震勘探中，通常把沿着测线画出 的波形曲线叫“波剖面”。
在t0时刻，波源开始振动， 过了一段时间到了t0’ （t0’ > t0 ）， 波源的振动可能停止了或暂时停顿了； 到了 t1 时刻，传播了一段距离。
在V0区域：波已经传播过去，振动已停止； 在V1区域：介质振动正在进行； 在V2区域：波还没有传到；
S: t1 时到波前，波是不 断前进的，波前、 波尾是相对某一时刻的波前、波尾。介质 中的任何一点都有一个波面。
5、地震折射波：
当入射角 c 时，发生全反射，不产生滑 行波，没有透射波，滑行波传播又引起另 外的效应，由于两种介质互相密接，滑行 波在传播过程中也会反过来影响第一种介 质，并在第一种介质中激发新的波，这种 由滑行波引起的波，在地震勘探中叫“折 射波”。
四、地震勘探中的常见波
在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之 后会产生各种各样的地震波。 ㈠按波在传播过程中质点振动方向区分为 纵波：质点振动方向与传播方向一致; 横波：质点振动方向与传播方向垂直;
一、地震波是在岩层中传播的弹性波
波动：振动在介质中的传播。
二、波的几个特征 1. 振动和波动的关系就是部分和整体的关系
波有一定的速率。 波的频率等于震源的频率。
2. 波前、波后和波面
波前：
介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组 成的面叫波前。
波面：介质中同时开始振动的各 Nhomakorabea点所组成的 曲面叫波面。
波后： 介质中某一时刻刚刚停止振动的各点组 成的面叫波后。
为了反应各点的振动之间的关系，把同一 时刻各点的位移画在同一个图上 ，即描述 某一时刻各质点偏离平衡位置的曲线。
不同的质点可能有不同的振动曲线； 不同的时刻有不同的波形曲线； 在地震勘探中，通常把沿着测线画出 的波形曲线叫“波剖面”。
地震波偏移成像课件
地震波偏移成像的展望
技术创新 随着科技的不断进步，未来将有更多的新技术应用于地震 波偏移成像，如人工智能、大数据等，有望提高偏移成像 的精度和效率。
多学科融合 未来地震波偏移成像将更加注重多学科的融合，如物理学、 数学、计算机科学等，通过多学科的交叉融合，有望突破 现有技术的限制。
应用拓展 随着地震波偏移成像技术的不断成熟，其应用领域也将不 断拓展，如矿产资源勘探、环境监测、城市工程等领域。
地震波偏移成像
03
例分析
实例一：某地区地震波偏移成像结果
总结词
该实例展示了地震波偏移成像技术在某地区的应用，通过偏移成像结果，可以清晰地反映出地下结构的形态和特 征。
详细描述
该实例选取了一个具有复杂地质结构的研究区域，利用地震波探测技术采集地震数据，并采用偏移成像方法对数 据进行处理和分析。最终得到的偏移成像结果能够清晰地反映出地下岩层的分布、界面起伏以及断层结构等信息， 为地质勘探和资源开发提供了重要的依据。
05
总结地震波偏移成像的主要内容
基本原理
应用领域
地震波偏移成像是一种通过分析地震 波在地下的传播规律，反演地下结构 的地球物理方法。它利用地震波在地 下介质中的传播速度差异，通过记录 和分析地震波的传播路径和时间，推 断地下介质的分布和性质。
地震波偏移成像广泛应用于地质勘探、 矿产资源评估、油气田开发、环境工 程、城市地下空间开发等领域。通过 地震波偏移成像，可以揭示地下结构 Байду номын сангаас形态、分布和性质，为相关领域的 科学研究和实践提供重要的数据支持。
地震波数据处理技术
数据预处理
数据预处理包括数据格式转换、 噪声去除、滤波和振幅补偿等， 以提高数据质量和信噪比。
三维(3D)地震勘探ppt课件
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3
发达国家 20世纪70年代开始使用
中国
20世纪80年代迅速发展起来
野外资料采集→室内资料处理→成果解释
三维地震是将地震测网按一定规律布置成方格 状或环状的地震面积勘探方法。
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4
三维地震勘探技术发展方向主要包括3方面：
一是发展万道地震采集技术。采用万道地震仪(测线在30000道以上)和数字
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34
三维地震资料显示
纵剖面
三维数据体
垂向剖面 水平剖面
立体显示
横剖面 对角线测线剖面 折曲测线剖面 等时切面 等时系列切面 三维立体图 全息图
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35
inline 、subline：垂直于构造走向的剖面（主测线） Crossline：平行于构造走向的剖面（联络测线） 水平切片：（time slice）每一张切片是地下不同层位 的信息在同一时间内的反映。相当于某一等时面得地 质图。即同一张切片里显示了不同层位的信息，如反 射振幅强弱、频率高低、信噪比变化、断裂分布、断 距、构造、异常体等。而同一层位的信息又连续清晰 地反映到多张切片上。利用连续的水平切片进行三维 作图，能大大提高构造图的精度。
该系统一般由十字型观测系统 组合或衍生而来，主要有直式栅 状系统和地震线束观测系统。
可作为小面积三维观测网，将 地下网格面积分布在需要勘探的 地区。
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11
地震线束观测系统是目前三维地震大面积施工中最常用的类型， 该系统是由多条平行的接收排列和垂直的炮点排列组成。
×
80m
1
30m ×
61
③资料处理比较复杂。
由于存在上述问题，不规则型观测系统一般只用于通 行条件困难的地区，并且仅在信噪比高的地区才能得到 较满意的结果。
弹性波CT
1、方法原理
弹性波CT又可分为地震波弹性波CT又可分为地震波CT和
式中ij l 是第i 跳射线在第j 个单元内的路径长度；S j =1/V j 是第j 个单元的慢度值；t i 是第i 条射线的走时值。
2、地球物理条件
弹性波在介质中传播时，纵波波速为：
V p =)
1)(21()1(σσρσ+--d E （E d :弹性模量；ρ：密度；σ：泊松比）； 当地下岩土体存在空洞、不密实等异常体时，密度、弹性模量、泊松比较之正常岩土体有明显差异，从公式中可知，弹性波纵波速度值会相应降低，且幅值减小、频率降低（其高频部分衰减更大），利用弹性波参数的变化即可地判断空洞或不密实体的位置。
由于空洞、不密实体与正常岩土体之间存在波阻抗（ρ·V p ）差异，当弹性波在介质传播过程中遇波阻抗变化时会产生反射现象，由于反射波的相位，振幅会发生突变，频率降低，利用波的特征点就能读出反射法的双程旅行时间t ，利用公式
H=2t
V p ⨯
（Ｈ：异常体埋深；V p ：纵波波速；t ：波双程旅行时间）就能计算出异常体埋深。
因此，对岩土体内部进行空洞或不密实体探测，上述方法具备物理条件。
地震波CT成像系统PPT课件
地震波CT成像系统可以用于评估地下矿产 资源的分布和储量，为矿产资源的开发提 供科学依据。
地下水研究
工程地质勘察
地震波CT成像系统可以用于探测地下水的 水位、流向、储量等信息，为水资源管理 和开发提供支持。
地震波CT成像系统可以用于工程地质勘察 ，如隧道、桥梁、建筑等工程的场地勘察 ，为工程设计和施工提供地质依据。
的图像。
面临的挑战与解决方案
数据采集难度大
由于地震波在传播过程中会受到多种因素的影响，导致数 据采集难度较大。解决方案是采用高精度的地震波采集设 备，并优化采集参数。
图像分辨率有限
由于地震波的传播特性，其成像分辨率受到一定限制。解 决方案是采用更高频率的采集设备，以提高图像分辨率。
数据处理时间长
地震波数据处理需要耗费大量的时间和计算资源。解决方 案是采用高性能计算机和优化算法，以提高数据处理速度 。
地震波CT成像系统PPT课件
contents
目录
• 引言 • 系统工作原理 • 系统硬件结构 • 系统性能评估 • 实际应用案例 • 系统优势与挑战 • 未来发展趋势
01 引言
地震波CT成像系统的定义
地震波CT成像系统是一种利用地震波进行地下结构成像的探 测技术。它通过向地下发射地震波，并记录地震波在地下介 质中的传播和反射信息，利用计算机技术对记录的地震波数 据进行处理和分析，以重建地下结构的图像。
04 系统性能评估
分辨率与对比度
分辨率
地震波CT成像系统的分辨率决定了图像中物体细节的识别能力。高分辨率的图 像能够更好地展示物体的细微结构，有助于准确诊断。
对比度
对比度决定了图像中不同组织或结构的区分能力。良好的对比度能够使医生更 容易地区分不同的组织或结构，从而提高诊断的准确性。
地震映像PPT课件
地震映像方法的野外工作方法在震源选择、测线设计等方 面与其他地震方法相同。特别需要指出的是： (1)测量方法。在测量过程中，每次激发，在接收点采用单个 检波器接收。仪器记录后，激发点和接收点同时向前移动一 定的距离（或称为点距），重复上述过程可获得测线上的一 条或多条地震映像时间剖面。 (2)记录点的位置。这种装置的记录点位于激发和接收距离的 中点，反映中点两侧射线传播范围内地下的岩层、岩性的变 化。 (3)最佳偏移距。在地震映像数据采集中，最佳偏移距已不仅 局限于纵波反射，而是扩展为对全波列而言。为了获得具有 高信噪比和分辨率的地震映像记录，需要做试验剖面，进行 干扰波调查，分析各种波的传播规律，确定能够最好地反映 探测目标的有效波，以及该有效波在时间域和空间域的最佳 时空段。在最佳偏移距处有效波在空间距离和时间上与其他 干扰波分离，信号清晰。
地震映像方法的关键是根据干扰波调查剖面确 定最佳偏移距，必要时在一个工地上，需要在具 有不同地质条件的地方做多个试验剖面。
第四节 地震映像资料的时频分析方法
时间域和频率域信息结合的分析方法称为时频 分析。
地震映像方法由于激发和接收的条件保持不变， 如果地质条件不变，折射波、反射波和面波等的 同相轴在地震时间记录剖面上均为直线录中还包含了各种地 震波的频谱信息。如果能够同时利用时间域和频 率域的信息，可以获得更多分析解释参数，使地 震映像这种常用的浅层地震方法获得更好的地质 效果。
二、各种波在地震映像波形图上的反映
3、面波
二、各种波在地震映像波形图上的反映
4、绕射波
在炮检距相同的条件下， 随着激发点O到D 点距 离的改变，绕射波的传 播路径发生变化，绕射 波传播时间会逐渐增大， 在地震映像记录上出现 双曲线型同相轴。这也 成为异常体、断层、岩 性分界面的特有标志。
第十四讲地震波层析成像
mantle convection
Travel time table from ak135 model
Travel time picks
Shearer, 2009
3-D variations of Earth’s Structure from Seismic Tomography
Seismic waves in the Earth
Parallel beam
Fan beam, Multi-receiver, Moves in big steps
Cunningham & Jurdy, 2000
Broader fan beam, Coupled, moving source receivers, fast moving
Broader fan beam, Moving source, fixed receivers, fast moving (1976)
Traveltime/waveform
3-D wave speeds Inverse problem
Researchers at MIT and Harvard, led by Keiti Aki and Adam Dziewonski in late 1970’s and 1980’s, pioneered the technique of seismic tomography.
R. Weaver,Science, 2005
Processing Steps:
Remove instrument response, de-mean, detrend, bandpass filter, time-domain normalization, spectral whitening Cross-correlation: 1 day at a time. Stack over many days. Waveform selection (SNR) for tomography
02第一章地震勘探基本理论PPT课件
➢ 惠更斯原理也叫波前原理，说明波前向前传播的规律。
第一章
地震勘探基本理论
*
, CUMT
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
本章内容
地震波的基本概念 地震波传播的运动学特征 地震波传播的动力学特征 地震勘探的地震地质条件
*
陈同俊, CUMT
3
地震波的基本概念
6
弹性理论
切变 (shear distortion)
物体受到一个旋转力或剪切力的作用，它就几乎保持 原来的体积大小，而只改变形状，这种形变叫做形态 形变(或切变) 。
任何复杂的形变均可看成是这两种形变同时发 生复合的结果。
弹性 (Elasticity)
➢ 物体受外力作用后会产生形变，如果去掉外力立即 恢复原来的体积及形态，物体的这种性质被称为弹 性。
地震波的分类
波传播空间关系:
body wave (体波)
surface wave (面波)
质点传播方向与振动方向关系:
P波-Primary wave S波-Secondary wave
为什么这么叫?
*
陈同俊, CUMT
25
1.1.3 地震波的类型
P-wave (纵波) 纵波是体波的一种，这类波的质点振动方向与 波的传播方向相互平行。也被称为：首至波、 压缩波、疏密波等。
弹性常量
杨氏模量
线性弹性体的正应力与正应变之间满足线性关 系，可表示为：
Ee
称为虎克定律。E称为杨氏模量。
泊松比
弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀
第一章
地震勘探基本理论
*
, CUMT
1
整体概况
概况一
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概况二
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02
概况三
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03
2
本章内容
地震波的基本概念 地震波传播的运动学特征 地震波传播的动力学特征 地震勘探的地震地质条件
*
陈同俊, CUMT
3
地震波的基本概念
6
弹性理论
切变 (shear distortion)
物体受到一个旋转力或剪切力的作用，它就几乎保持 原来的体积大小，而只改变形状，这种形变叫做形态 形变(或切变) 。
任何复杂的形变均可看成是这两种形变同时发 生复合的结果。
弹性 (Elasticity)
➢ 物体受外力作用后会产生形变，如果去掉外力立即 恢复原来的体积及形态，物体的这种性质被称为弹 性。
地震波的分类
波传播空间关系:
body wave (体波)
surface wave (面波)
质点传播方向与振动方向关系:
P波-Primary wave S波-Secondary wave
为什么这么叫?
*
陈同俊, CUMT
25
1.1.3 地震波的类型
P-wave (纵波) 纵波是体波的一种，这类波的质点振动方向与 波的传播方向相互平行。也被称为：首至波、 压缩波、疏密波等。
弹性常量
杨氏模量
线性弹性体的正应力与正应变之间满足线性关 系，可表示为：
Ee
称为虎克定律。E称为杨氏模量。
泊松比
弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀
地震波案例PPT演示课件
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波长λ和周期T
正弦波两个相邻波峰间
的距离称为波长λ, 行进这一
距离所需时间称为周期 T；亦 即质点振动完成一个循回所经 历的时间。
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频率和圆频率
周期的倒数 f=1/T 称 为频率；单位为赫兹，表示 在单位时间内完成的振动循 环次数。
圆频率 2 f
作业：求P波反射角c1和Sv波折射角b
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界面波
波动入射至界面，还会发生更复杂的
转换现象。例如，当折射波或反射波的波 速大于入射波波速时，折射角或反射角将 大于入射角，90°的折射角或反射角对应 的入射角称为临界入射角。当入射角大于 临界入射角时，将生成沿界面传播的能量 集中于界面附近的非均匀平面波，称为界 面波，地震学和地震工程学中称其为面波。 地震面波有瑞利波、拉夫波和斯通利波三 种。
• S波又称次波，亦称横波、 剪切波、旋转波或畸变波， 是一种偏振波，其质点运动 发生在垂直于传播方向的平 面内；当质点运动处于水平 面内时，称为SH波，当质 点运动处于竖直面内时，称 为SV波。
• P波和S波统称体波。P波波 速大于S波波速
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波速V、视波速C和波数k
• 波速V取决于波动传播介质的力学特性（密 度和弹性模量等）。
• 观察或测量波动时往往并不 沿着波动的传播方向，这时
观测到的波速称为视波速。
• 波数k也是常用的描述波动的参数，定义为
2π
地震波CT成像系统 PPT
seismograph
发电机 electric generator
储能器 impulse generator
四、 Application example analysis
1、广州白云区黄岐二中
velocity
weak soil
overburden
Complete bedrock karst
conventional signs
跨孔地震CT工作示意图
Schematic diagram of cross hole seismic CT 震源控制器 The source controller
seismograph 地震仪
电火花震源 sparker
检波器链 Hydrophone
激发孔 Stimulate hole
receiving hole 接收孔
一．Introduction
In the carbonate rock area, karst environmental geological problems have become increasingly prominent, highlights the growing importance of geological exploration of karst. The complexity of the resulting in karst geologic disasters of easy transportation construction process, such as ground collapse, water gushing, and mud and other geological disasters, casualties and significant loss of state property, the construction schedule of project. Therefore, we must strengthen geological karst region detection. The routine geophysical method is investigated in detail the distribution law of the karst underground space, earthquake CT in Karst detection effect is good
发电机 electric generator
储能器 impulse generator
四、 Application example analysis
1、广州白云区黄岐二中
velocity
weak soil
overburden
Complete bedrock karst
conventional signs
跨孔地震CT工作示意图
Schematic diagram of cross hole seismic CT 震源控制器 The source controller
seismograph 地震仪
电火花震源 sparker
检波器链 Hydrophone
激发孔 Stimulate hole
receiving hole 接收孔
一．Introduction
In the carbonate rock area, karst environmental geological problems have become increasingly prominent, highlights the growing importance of geological exploration of karst. The complexity of the resulting in karst geologic disasters of easy transportation construction process, such as ground collapse, water gushing, and mud and other geological disasters, casualties and significant loss of state property, the construction schedule of project. Therefore, we must strengthen geological karst region detection. The routine geophysical method is investigated in detail the distribution law of the karst underground space, earthquake CT in Karst detection effect is good
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Application of crosshole seismic wave CT in Karst Exploration
跨孔地震CT在岩溶探测中应用
Zhaowei
Content 主要内容
一．Introduction(引言) 二．The basic working principle of cross-hole seismic CT method(跨孔地震CT法基本工作原理) 三．Equipment introduction(仪器设备介绍) 四．Application example analysis(应用实例分析)
一．引 言
在碳酸盐岩地区，岩溶环境地质问题日益突出，岩溶地质 勘探工作重要性日渐凸显。岩溶发育的复杂性导致交通建设过 程中极易产生突发的地质灾害，如地面塌陷、隧道突水、突泥 等地质灾害，造成人员伤亡和重大的国家财产损失，影响工程 施工进度。因此，必须加强岩溶地区的地质探测。常规 物探方 法很详细查清地下的岩溶的空间分布规律，地震CT在岩溶的探 测方面效果较好。
三、 Equipment introduction仪器设备介绍
Seismic CT imaging system mainly includes the following parts(地震CT成像系统主要包含以下几个 部分)
1、data acquisition equipment(数据采集设备) 2、Transmitting equipment hole(孔内发射设备) 3、Hole receiving equipment(孔内接收设备)
二、 Seismic CT principle地震CT原理
Fundamental：According to the degree of fragmentation and distribution of seismic traveltime length or size of CT image attenuation which reflect the distribution of boundary and reliable rock all kinds of rock and soil. 根据走时长短或衰减大小构成的地震CT图像可靠反映各类岩土体的分布界 线及岩体的破碎程度和分布。
一．Introduction
In the carbonate rock area, karst environmental geological problems have become increasingly prominent, highlights the growing importance of geological exploration of karst. The complexity of the resulting in karst geologic disasters of easy transportation construction process, such as ground collapse, water gushing, and mud and other geological disasters, casualties and significant loss of state property, the construction schedule of project. Therefore, we must strengthen geological karst region detection. The routine geophysical method is investigated in detail the distribution law of the karst underground space, earthquake CT in Karst detection effect is good
跨孔地震CT工作示意图
SchematLeabharlann c diagram of cross hole seismic CT 震源控制器 The source controller
seismograph 地震仪
电火花震源 sparker
检波器链 Hydrophone
激发孔 Stimulate hole
receiving hole 接收孔
4、Processing software(处理软件)
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
设备及安装
Equipment and installation
震源控制器及电火花震源
Hydrophone
地震仪及水听器链
野外工作照
Field photograph
Terraloc MK6
Superiority：
Opened up a new way of rock mass partitioning and velocity imaging------Higher than the conventional wave test resolution; on the karst fracture zone survey more efficient; more details can be used to evaluate the stability of the rock mass; can accurately determine spatial positions of geological anomaly。 开辟了岩体分区和波速成像的新途径------比常规波速测试分辨率更高；对岩溶破碎 带的勘测更高效；可对岩体稳定性进行更全面更细节的评价；可准确确定地质异常 的空间位置。
seismograph
发电机 electric generator
储能器 impulse generator
四、 Application example analysis
1、广州白云区黄岐二中
velocity
weak soil
overburden
Complete bedrock karst
跨孔地震CT在岩溶探测中应用
Zhaowei
Content 主要内容
一．Introduction(引言) 二．The basic working principle of cross-hole seismic CT method(跨孔地震CT法基本工作原理) 三．Equipment introduction(仪器设备介绍) 四．Application example analysis(应用实例分析)
一．引 言
在碳酸盐岩地区，岩溶环境地质问题日益突出，岩溶地质 勘探工作重要性日渐凸显。岩溶发育的复杂性导致交通建设过 程中极易产生突发的地质灾害，如地面塌陷、隧道突水、突泥 等地质灾害，造成人员伤亡和重大的国家财产损失，影响工程 施工进度。因此，必须加强岩溶地区的地质探测。常规 物探方 法很详细查清地下的岩溶的空间分布规律，地震CT在岩溶的探 测方面效果较好。
三、 Equipment introduction仪器设备介绍
Seismic CT imaging system mainly includes the following parts(地震CT成像系统主要包含以下几个 部分)
1、data acquisition equipment(数据采集设备) 2、Transmitting equipment hole(孔内发射设备) 3、Hole receiving equipment(孔内接收设备)
二、 Seismic CT principle地震CT原理
Fundamental：According to the degree of fragmentation and distribution of seismic traveltime length or size of CT image attenuation which reflect the distribution of boundary and reliable rock all kinds of rock and soil. 根据走时长短或衰减大小构成的地震CT图像可靠反映各类岩土体的分布界 线及岩体的破碎程度和分布。
一．Introduction
In the carbonate rock area, karst environmental geological problems have become increasingly prominent, highlights the growing importance of geological exploration of karst. The complexity of the resulting in karst geologic disasters of easy transportation construction process, such as ground collapse, water gushing, and mud and other geological disasters, casualties and significant loss of state property, the construction schedule of project. Therefore, we must strengthen geological karst region detection. The routine geophysical method is investigated in detail the distribution law of the karst underground space, earthquake CT in Karst detection effect is good
跨孔地震CT工作示意图
SchematLeabharlann c diagram of cross hole seismic CT 震源控制器 The source controller
seismograph 地震仪
电火花震源 sparker
检波器链 Hydrophone
激发孔 Stimulate hole
receiving hole 接收孔
4、Processing software(处理软件)
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
设备及安装
Equipment and installation
震源控制器及电火花震源
Hydrophone
地震仪及水听器链
野外工作照
Field photograph
Terraloc MK6
Superiority：
Opened up a new way of rock mass partitioning and velocity imaging------Higher than the conventional wave test resolution; on the karst fracture zone survey more efficient; more details can be used to evaluate the stability of the rock mass; can accurately determine spatial positions of geological anomaly。 开辟了岩体分区和波速成像的新途径------比常规波速测试分辨率更高；对岩溶破碎 带的勘测更高效；可对岩体稳定性进行更全面更细节的评价；可准确确定地质异常 的空间位置。
seismograph
发电机 electric generator
储能器 impulse generator
四、 Application example analysis
1、广州白云区黄岐二中
velocity
weak soil
overburden
Complete bedrock karst