地震逆散射波场和算子的谱分解

本文对地震逆散射的研究,旨在于为抑制层间多次波和地震波场多重散射对一次反射干扰效应提供理论依据.这对薄互层地层滤波的高频恢复、保幅弹性反演、衍射地震勘探及海洋地震勘探中的干扰消除皆具重要意义.本文基于上下行波分解及弹性波互易定理,导出横向变速介质条件下线性预测算子的表达式和反射数据的广义谱分解方程. 文中先由上覆地层广义反射透射矩阵的元素定义线性预测算子,并将其表示成一系列单程波算子的线性组合,之后将横向变速介质条件下线性预测方程表达为反射数据与线性预测算子及其逆的乘积. 对该方程的求解可获得上覆地层的线性预测算子,从而可借以求出相应的反射透射算子. 本文先将水平层状介质条件下垂直入射的一维线性预测方程推广到斜入射的情况,以此为参照,导出横向非均匀介质条件下反射数据的地震逆散射广义谱分解方程.文中也揭示了单程波地震逆散射算子、反射透射算子的性态.本文还针对水平层状介质条件,给出斜入射的数值结果.     

弹性各向同性介质一次散射波场高斯束Born正演

本文提出了一种弹性波一次散射波场的正演方法——弹性波高斯束Born正演.该方法以线性散射理论为基础,通过Born近似建立起地下散射点处不同波型的反射率同弹性波主分量波场之间的数据映射关系,利用高斯束所包含的走时、振幅和极性信息进行不同波型的局部平面波的合成,进而通过逆倾斜叠加将所合成的局部平面波转化为时空域的多分量地震记录.该方法不但保持了射线类方法高效的优点,还具备了处理多次走时波场的能力,从而保证了复杂构造的波场模拟的精度.文中两个数值模型的应用效果表明,本文所提出的弹性波高斯束Born正演算法具有近似于波动方程有限差分法的波场模拟精度以及高得多的计算效率.     

弹性波逆散射微扰论

本文将普遍声逆散射微扰论应用于弹性波层析成像问题,在Born变换下推出了以旋转角为补偿参数的各阶微扰重建公式,实现了对非均匀各向同性散射体内3个参数（质量密度ρ和两个Lamé系数λ,μ）的同时重建. 对于层析成像问题,在弹性波的传播过程中P波与SV波有耦合,但它们不会和SH波发生耦合,于是可以得到3个形式相对简单的标量方程. 在Born变换下,在散射波中引入微扰参数,将散射体的3个参数分别按该微扰参数展开,然后利用二维自由空间的Green函数分别得到散射的P波、SV波和SH波的积分表示. 最后,经一维傅氏变换后,得到Born变换下散射体3个参数的各阶微扰重建公式.     

散射波积分方程的Adomian分解解法

在背景模型基础上,求解模型扰动后的地震波散射场,这是目前地震反演中的一个关键步骤.本文将计算数学中求解非线性积分方程的Adomian分解方法,应用到求解标量波散射场的Lippmann-Schwinger积分方程和Ricatti积分方程中,分别得到了散射场的Born序列解和Rytov序列解.通过一维和二维数值算例说明:在满足一定的条件下,散射场的这两种序列解稳定收敛,与传统的Born和Rytov近似解相比,引入散射序列中的高阶项可以更精确地描述地震波散射场.     

瞬态弹性波散射的变换域积分方程法

针对瞬态弹性波散射的问题,从弹性动力学问题的积分表示定理出发,采用Laplace变换的方法,得到了变换域内均质体位移场的积分方程表示;在此基础上推导了适合瞬态弹性波对异质体散射求解的变换域位移场积分方程。     

多层球体对电磁场散射响应的求解方法

为建立多层球体对电磁场散射响应的求解方法,将球外入射电磁场分为TM和TE极化波两部分,通过求解Debye位方程可得到多层球体各层中两种极化场的通解形式,利用边界条件建立了TM波（或TE波）球面波阻抗（或导纳）的递推关系,借助于阻抗（或寻纳）导出了球体对TM波（或TE波）所产生散射场的一般表达式．文中具体求解了球体对平面波径向和横向偶极子场的散射响应．     

地震波场反演的BG－逆散射方法

本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法，旨在取得高分辨率的地球模型．这种方法用Ｂａｃｋｕｓ－Ｇｉｌｂｅｒｔ的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式，用逆散射原理导出泛函的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组．根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则，设计了可供实用的反演算法流程．     

地震波场反演的BG－逆散射方法

本文讨论利用三维反射地震数据进行波场反演的一种方法，旨在取得高分辨率的地球模型．这种方法用Ｂａｃｋｕｓ－Ｇｉｌｂｅｒｔ的理论构造波动方程非线性反问题的逐次线性化迭代格式，用逆散射原理导出泛函的Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，并用最佳折衷准则求解线性化后的方程组．根据迭代过程中不断提高分辨率的思想和减少计算成本的原则，设计了可供实用的反演算法流程．     

基于海底电缆数据的声弹耦合介质多参数最小二乘逆时偏移（英文）

在海洋地震勘探中,海底电缆技术采集的多分量地震数据,涉及到多参数的反演与成像问题,本文针对海底电缆多分量地震数据提出了一种弹性波多参数最小二乘逆时偏移方法。该方法的波场延拓算子为混合方程,即在海水介质中采用声波方程进行波场计算,而海底固体介质的波场由纵横波形分离的矢量弹性波方程得到。在海底界面中采用声弹耦合控制方程将两种类型的方程结合起来。通过推导纵横波形分离的弹性波偏移算子、反偏移算子和梯度公式实现基于纵横波形分离的弹性波最小二乘逆时偏移方法。通过模型试算证明了该方法能够得到高质量的纵波速度和横波速度分量的成像剖面,相比与传统弹性波最小二乘逆时偏移方法,多参数耦合造成的成像串扰噪音得到了很好地压制。     

一维粘弹性波动方程散射反演——小波变换应用

在常背景速度下，运用小波变换求解粘弹性波动方程的散射反问题，本文得到一维粘滞介质中速度扰动函数的反射函数的精确解，采用Ｓｔｏｃｏｋｓ方程，对于Ｖｏｉｇｔ介质，其吸收系数是频率的二次方。     

一种求解井间2.5维逆散射问题的迭代算法的研究

从二维非均匀介质中的声波方程出发,采用三维点源作为震源,提出了一种求解井间2.5维逆散射问题的迭代算法.其中,入射场与格林函数皆采用Maslov渐近理论予以计算,以避免非均匀介质中出现的焦散现象.数值模拟结果表明,本文提出的算法是有效的.     

最大熵时域逆散射层析成像的研究

用最大熵求解二维时域逆散射问题的层析成像算法反演井间、ＶＳＰ和ＳＲＰ中的二维介质波速分布。首先给出时域散射场与介质扰动的关系式，然后，应用最大熵剑桥算法从所有满足时域散射数据的模型中挑选图像熵最大的模型作为反演结果，并给出了该算法的实现步骤。数值试验的结果表明，本文算法用于反演含噪声，不完全的时域波场数据时，十分有效。     

参考波速线性变化时的声波方程逆散射反演

声波方程的逆散射反演乃是求解双曲型偏微分方程系数项反问题的一种解析方法,一般利用Born近似把这一非线性反问题线性化,并给出了恒参考波速介质中反问题解的解析表达式.由于Born近似假定波速扰动为一级无穷小,因此,在大多数情况下,恒参考波速介质模型的反问题的解无法得以应用.本文研究介质参考波速沿某个方向线性变化时的声散射理论,导出了声波方程逆散射问题解的解析表达式,从而既可使Born近似的假定在大多数情况下能得以满足,又可利用快速Fourier变换快速实现介质波速扰动的反演成象.     

基于逆散射级数法的鬼波压制方法

鬼波问题是影响海上地震资料分辨率和保真度提高的最重要因素之一.详细论述了逆散射级数理论和逆散射级数法鬼波压制原理,说明了逆散射级数方法进行鬼波压制理论的完善性和对鬼波描述的精确性.实现了基于逆散射级数理论的鬼波压制方法,方法以波动方程和Lippmann-Schwinger方程为基础,在频率-波数-波数域内构造与鬼波相关的压制算子,在不需要对地下介质作任何假设条件下实现地震数据驱动鬼波压制,并通过改善消除鬼波的压制算子,提高算法的稳定性.资料处理试验与处理结果分析表明,基于逆散射级数鬼波压制方法能在实现鬼波压制的同时较好保留有效反射波的信息,从而补偿地震资料低频损失和提高地震数据的保真度.数据处理试验还表明,研究方法能对低信噪比的地震资料进行有效的鬼波压制处理.建立了基于逆散射级数鬼波压制处理流程.     

SCATTERING OF SH WAVES IN MULTILAYERED MEDIA WITH IRREGULAR INTERFACES

An indirect boundary integral equation method is used to investigate the scattering of elastic SH waves in a multilayered media with irregular interfaces. An extensive parametric error analysis is performed in order to assess the convergence of the proposed method. Subsequently, the numerical results for both steady-state and transient surface response are given for one- and two-layer models.     

WAVE SCATTERING DECONVOLUTION BY SEISMIC INVERSION*

We propose a wave scattering approach to the problem of deconvolution by the inversion of the reflection seismogram. Rather than using the least-squares approach, we study the full wave solution of the one-dimensional wave equation for deconvolution. Randomness of the reflectivity is not a necessary assumption in this method. Both the reflectivity and the section multiple train can be predicted from the boundary data (the reflection seismogram). This is in contrast to the usual statistical approach in which reflectivity is unpredictable and random, and the section multiple train is the only predictable component of the seismogram. The proposed scattering approach also differs from Claerbout's method based on the Kunetz equation. The coupled first-order hyperbolic wave equations have been obtained from the equation of motion and the law of elasticity. These equations have been transformed in terms of characteristics. A finite-difference numerical scheme for the downward continuation of the free-surface reflection seismogram has been developed. The discrete causal solutions for forward and inverse problems have been obtained. The computer algorithm recursively solves for the pressure and particle velocity response and the impedance log. The method accomplishes deconvolution and impedance log reconstruction. We have tested the method by computer model experiments and obtained satisfactory results using noise-free synthetic data. Further study is recommended for the method's application to real data.