基于特征波属性参数的有限频立体层析反演方法研究

Combined with finite-frequency propagation theory and stereotomographic inversion theory, a finite-frequency stereotomographic inversion method for multi-parameter inverion is derived based on ray perturbation theory. The attributes of eigen-waves have been input as the data space of inversion. It is a brand-new finite-frequency stereotomographic inversion method combined all merits from two methods without need of manual picking of arrival time. The new inversion gains significant improvement in both accuracy and stability when compared with traditional stereotomography. It can be used as migration velocity tool for prestack depth migration or provide an excellent initial solution for full waveform inversion. Such a discussion holds significant importance in either theoretical aspect or practical aspect.

本课题将有限频传播理论与立体层析反演理论相结合，基于射线扰动理论推导一种适合于多参数联合反演的有限频立体层析核函数表达形式，同时以更高效的运动学反偏移算法快速提取特征波属性参数作为反演的输入数据空间。这是一种无需人工拾取旅行时、能够同时反演速度结构、反射点位置与反射地层局部形态的、反演精度与稳定性均优于以往常规旅行时层析反演算法的有限频立体层析反演算法。这种讨论是有限频理论和立体层析反演理论在应用中的进一步深化，因为二者的结合提供了一种更为稳定和精确的宏观速度建立机制，它可以提供高精度的、直接用于叠前深度偏移的宏观速度模型或者为全波形反演提供高质量的初始模型。因此这种讨论在理论和实践方面均具有重要意义。

项目背景：基于有限频传播理论、立体层析反演理论与射线扰动理论，推导多参数联合反演的有限频立体层析核函数，得到一种全新的有限频立体层析反演方法，为偏移成像提供高质量偏移速度，为波形反演提供高质量初始模型。.主要研究内容、重要结果、科学意义:.一、首次将传统立体层析反演方法与有限频敏感核理论相结合，得到了有限频立体层析反演算法，兼顾有限频核函数与立体层析的特点，创新成果。.二、将传统的基于中心坐标系的立体层析反演方法推广到了三维直角坐标系，使得立体层析有更广阔的适用范围,深化与完善了立体层析理论。.三、得到了适用于Qp波的各向异性立体层析反演算法，将立体层析推广到QP波，扩大了立体层析的实用范围，创新成果；.四、得到了三角网格慢度平方介质下的立体层析反演算法，将立体层析模型空间的简约化描述推到了一种极致，创新成果；.五、实现了基于高斯波包的特征波成像与旅行时反演，突出体现了高斯波包时空局部特征的优势，创新成果；.六、实现了基于高斯波包的特征波立体层析反演，将二者有机结合，兼顾高斯波包与立体层析的特点，创新成果；.七、实现了基于染色算法的特征波提取与成像算法，可获得面向目标的特征波信息，获得面向目标的成像、反演和优化照明结果，创新成果；.八、实现了基于CRS属性参数的、输出道成像方式的束成像算法（CRS-beam），使得以往开发的输出道方式CRS算法（CRS-OIS）被纳入到一个更为宽广的理论框架中，创新成果；.九、实现了动态网格下的适应于TTI介质的弹性波动方程模拟，为TTI介质的弹性波成像与波形反演提供了正演工具，创新成果。