【技术实现步骤摘要】
一种地震全波形反演方法与系统
[0001]本专利技术涉及地震波形反演
，特别是涉及一种地震全波形反演方法与系统。
技术介绍
[0002]全波形反演(FWI)是地震勘探的研究前沿，能够同时利用地震波信号走时和振幅特征，具备获取半波长量级高精度成像的潜力。全波形反演是一种数据拟合技术，根据已知震源信息和预定的初始介质参数模型，通过数值计算生成理论信号，并基于理论波场信号与观测波场信号的残差计算介质参数模型的更新量，从而迭代更新介质参数模型。地震波场正演则是基于已知震源信息和介质参数模型计算地震波场传播，生成理论波场信号的过程。全波形反演计算量极其巨大，而其中绝大部分计算量是在于地震波场的正演。因此，如何提高地震波场正演的计算效率，对全波形反演具有极其重要的意义。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种地震全波形反演方法和系统，提高了地震全波形反演的计算效率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种地震全波形反演方法，包括以下步骤：
[0...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地震全波形反演方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对采样区域的波动方程进行全离散转化，得到波动方程全离散方程组；根据波动方程全离散方程组按照预设时间间隔生成N组波场快照，得到波场快照矩阵；利用奇异值分解，按照预设比例从所述波场快照矩阵中提取出若干个恰当正交基；所述恰当正交基为能够表征所述采样区域在全离散空间中介质特征的特征向量；根据所述恰当正交基建立所述波动方程的降阶模型，并对所述降阶模型求解，得到波动方程的近似解；根据所述近似解和波动方程的实际解的误差对所述预设时间间隔和所述预设比例进行调整，并跳转至“根据波动方程全离散方程组按照预设时间间隔生成N组波场快照，得到波场快照矩阵”，直到所述降阶模型的近似解和所述降阶模型的实际解的误差在预设误差范围内；确定初始介质参数模型，并利用所述初始介质参数模型对近似解与实际解误差在预设误差范围内的所述波动方程的降阶模型进行波场正演，得到理论波场；根据所述理论波场和观测波场的误差，对所述初始介质参数模型进行迭代优化，得到优化好的初始介质参数模型；利用优化好的所述初始介质参数模型对采样区域的波动方程进行波场的正演。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用奇异值分解，按照预设比例从所述波场快照矩阵中提取出若干个恰当正交基，具体包括：利用SVD奇异值分解，提取所述波场快照矩阵的特征向量及对应的特征值；将若干个所述特征值求和，得到特征值总和；选取求和占所述特征值总和预设比例的若干个所述特征值作为主要特征值，所述主要特征值对应的特征向量作为恰当正交基。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据下式进行SVD奇异值分解：其中，U
N
为所述波场快照矩阵，上标T表示矩阵的转置，V为特征向量矩阵，W＝V
T
，Σ为特征值矩阵，其对角线上元素λ
i
为特征值，i＝1,2,
…
,N。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述恰当正交基建立所述波动方程的降阶模型，并对所述降阶模型求解，得到波动方程的近似解，具体包括：将所述波动方程进行半离散格式转化，整理重写得到常微分方程组；将若干个所述恰当正交基引入所述常微分方程组中，建立得到所述波动方程的降阶模型；对所述降阶模型进行求解，得到低维子空间解；将所述低维子空间解乘以由若干个所述恰当正交基组成的矩阵，得到所述波动方程的近似解。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述理论波场和观测波场的误差，对所述初始介质参数模型进行迭代优化，得到优化好的初始介质参数模型，具体包括：根据所述理论波场和观测波场，得到残余波场；利用残余波场建立伴随方程，得到伴随波场；
根据所述理论波场和所述伴随波场求解梯度下降方向；所述梯度下降方向为使所述理论波场和所述观测波场的误差最小的变化方向；计算所述梯度下降方向的L2范数，如果所述梯度下降方向的L2范数小于预设阈值，则输出所述初始介质参数模型，退出迭代；否则按照所述梯度下降方向和所述预设步长，更新优化所述初始介质参数模型，继续迭代。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述理...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏飞，邢蕾，田有，占启宁，邹婧博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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