The present invention relates to a two-parameter full waveform inversion method of ground penetrating radar based on phase correction. Based on the existing two-parameter inversion of ground penetrating radar (GPR), in view of the difference of sensitivity of GPR data to dielectric constant and conductivity and the coupling effect between them in the inversion process, phase correction is carried out according to the loss tangent formula from the GPR recording level, which effectively solves the problem of inconsistency of two-parameter gradient in the inversion process. The synchronous reconstruction of multi-parameters in TE mode is improved, which improves the resolution and accuracy of GPR dual-parameter full-waveform inversion results significantly, and provides the possibility of effective decoupling at the recording level in the dual-parameter inversion process. For the dielectric constant model and conductivity model with the same structure, there is no phase difference between the calculated gradient and the correct gradient after phase correction of corresponding records.
【技术实现步骤摘要】
基于相位校正的探地雷达双参数全波形反演方法
:本专利技术涉及一种电磁领域中用于同时反演介电常数和电导率参数的时间域全波形成像方法。针对探地雷达数据对介电常数和电导率的敏感度差异及二者在反演过程中所存在的折中效应,依据损耗正切公式对电磁波记录进行相位校正,有效降低全波形反演中由双参数之间的耦合所带来的影响,从而提高了反演的精确度。
技术介绍
:全波形反演(FullWaveformInversion,FWI)作为一种高分辨率的反演成像方法,是近几十年来勘探地球物理界的研究热点。上世纪80年代,Lailly(1983.Theseismicinverseproblemasasequenceofbeforestackmigrations.CONFERENCEONINVERSESCATTERING,THEORYANDAPPLICATION,SOCIETYFORINDUSTRIALANDAPPLIEDMATHEMATICS,EXPANDEDABSTRACT.206-220)和Tarantola(1984.Inversionofseismicreflectiondataintheacousticapproximation.GEOPHYSICS49(8).1259-1266)首次提出时间域全波形反演策略。他们将Claerbout的偏移成像理论发展成为一种最小二乘局部优化问题,利用正向传播波场与后向传播波场的互相关计算梯度方向,避免了Frechet导数的直接计算。随后全波形反演在大尺度的地震勘探和浅层地震工程中均得到了广泛的发展和应用。近年来,国内外的专家学者始终致力于将地震 ...
【技术保护点】
1.一种基于相位校正的探地雷达双参数全波形反演方法,其特征在于包括以下步骤:a、输入多偏移距地面雷达观测记录、介电常数和电导率的初始模型以及子波;b、设定双参数同步反演的M个反演频率[f1,f2,...,fM]以及每个频率的迭代次数N;c、计算观测记录与只存在介电常数扰动的观测记录之间的相位差,以及观测记录与只存在电导率扰动的观测记录之间的相位差;d、利用步骤c中计算的两个相位差对观测记录进行两次相位校正,分别得到与只存在介电常数扰动的观测记录相位一致的观测记录,以及与只存在电导率扰动的观测记录相位一致的观测记录;e、利用当前的介电常数模型和电导率模型,进行电磁波TE模式的正演模拟,以获得模拟记录;f、利用步骤c中计算的两个相位差对模拟记录进行两次相位校正,分别得到与只存在介电常数扰动的模拟记录相位一致的模拟记录,以及与只存在电导率扰动的模拟记录相位一致的模拟记录;g、计算目标函数值,并利用伴随状态法求取目标函数值对介电常数和电导率的梯度;h、利用最速下降法与非精确线搜索确定模型更新的方向与步长,并更新模型;i、对每一个频率的每一次迭代都进行步骤c~h的处理,最终输出介电常数和电导率模 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于相位校正的探地雷达双参数全波形反演方法,其特征在于包括以下步骤:a、输入多偏移距地面雷达观测记录、介电常数和电导率的初始模型以及子波;b、设定双参数同步反演的M个反演频率[f1,f2,...,fM]以及每个频率的迭代次数N;c、计算观测记录与只存在介电常数扰动的观测记录之间的相位差,以及观测记录与只存在电导率扰动的观测记录之间的相位差;d、利用步骤c中计算的两个相位差对观测记录进行两次相位校正,分别得到与只存在介电常数扰动的观测记录相位一致的观测记录,以及与只存在电导率扰动的观测记录相位一...
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