【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地震监测，更具体地说，本专利技术涉及一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法。
技术介绍
1、射线追踪计算在地震层析成像、地震波场正演数值模拟、地震定位、地震偏移成像等领域有着非常广泛的应用，在最短路径方法算法模型建模时引入了不规则网格单元的概念，即采用一种不规则网格单元划分方式，用分区多步计算技术追踪二维复杂层状介质模型中的多次透射、反射及转换波，可以为地震实时监测和预警提供准确且快速的数据支持。
2、申请公开号为cn110568496a的中国专利申请公开了一种复杂介质条件下射线追踪方法，其在有限差分网格剖分的基础上，利用自适应程函方程计算网格节点上的初至波旅行时，进而求取每个单元网格内部的入射角信息，再结合检波点和震源点的相对位置，实现复杂介质条件下射线路径的精确求解；
3、现有技术存在以下不足：
4、现有的多次波射线追踪时采用最短路径方法，即每个立方体中速度相同，并只使用顶点坐标进行计算，使得射线的角度覆盖率只能通过缩小单元尺度的方式来提高，但是缩小单元尺度会极大增加单元的个数和网格节点，从而增大cpu的运行计算时间，并且大量的单元和网格节点也会导致出现更多数量的相似数据，容易在后续计算时发生较大的偏差现象，进而降低计算精确度，不利于多次波射线快速、准确的追踪。
5、鉴于此，本专利技术提出一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，为实
2、s1：确定地下介质的二维层状速度模型，并依据划分准则对二维层状速度模型进行网格单元划分；
3、s2：初始化二维层状速度模型，标记出网格单元的主节点和次级节点；
4、s3：基于分区准则，对二维层状速度模型进行子区域划分；
5、s4：在网格单元中发射射线，计算射线在网格单元中的走时和射线路径，并对所有的网格单元进行射线追踪；
6、s5：对所有的子区域进行射线追踪，判断是否停止射线追踪，并输出目标最小走时和目标射线路径。
7、进一步的，划分准则为：以起伏地表的顶部为上边界，以最后一个速度界面的底部为下边界；
8、网格单元包括规则网格单元和非规则网格单元；
9、规则网格单元和非规则网格单元的划分方法包括：
10、将起伏地表的顶部作为网格单元上边界，将最后一个速度界面的底部为下边界，构建单元框架；
11、以预设起伏高度为网格单元高度值，以预设界面速度为网格单元长度值，将单元框架划分为个网格单元；
12、通过计算机视觉技术识别个网格单元，并依次测量个网格单元的边界长度；
13、将边界长度一致或所有对称边界长度一致的网格单元标记为规则网格单元；
14、将边界长度不一致的网格单元标记为非规则网格单元。
15、进一步的，主节点和次级节点的标记方法包括：
16、逐一识别规则网格单元和非规则网格单元的所在网格位置，并绘制单元网格的行走路径；
17、将网格单元的行走路径所在区域的角点标记为主节点；
18、在相邻两个主节点之间的行走路径上等间距插入插点，将插点标记为次级节点。
19、进一步的，分区准则为：同一个子区域上的地表起伏幅度小于预设起伏阈值；
20、子区域的划分方法包括：
21、在起伏地表至最后一个速度界面之间的速度界面上标记个界面点，并调整相邻两个界面点之间的间距大于相邻两个次级节点之间的间距；
22、分别测量个界面点的地表深度数据，获得个深度值；
23、随机选择一个界面点的深度值作为标准值，将标准值与余下的个深度值分别作差比较，获得个起伏值；
24、调整大于等于预设起伏阈值的起伏值对应的界面点的位置，直至个起伏值均小于预设起伏阈值，获得调整后的个界面点；
25、将调整后的个界面点依次连线，获得目标速度界面；
26、以目标速度界面为基准，将二维层状速度模型划分为多个子区域，并将目标速度界面作为相邻两个子区域的连接面。
27、进一步的，走时的计算方法包括：
28、以射线的发射点为起始点，向不同方向的网格单元发射射线；
29、当起始点位于规则网格单元中时，记录与起始点处于同一网格单元内的个节点第一次扫描到波形的时刻，获得个第一到达时刻；
30、将个第一到达时刻输入到训练好的反演模型中，反演出起始点的发射时刻；
31、将个第一到达时刻分别与起始点的发射时刻作差比较，获得个走时；
32、走时的表达式为：
33、；
34、式中，为第个走时，为第个第一到达时刻，为起始点的发射时刻。
35、进一步的，当起始点位于非规则网格单元中时，在起始点所处的非规则网格单元中标记规则分割线，并依据规则分割线在非规则单元中绘制出规则区域和非规则区域；
36、记录规则区域内的个节点第一次扫描到波形的时刻，获得个第二到达时刻；
37、将个第二到达时刻分别与起始点的发射时刻作差比较，获得个规则走时；
38、规则走时的表达式为：
39、；
40、式中，为第个规则走时，为第个第二到达时刻；
41、记录非规则区域内的个节点第一次扫描到波形的时刻，获得个非规则到达时刻；
42、将非规则到达时刻的最小值与起始点的发射时刻作差比较，获得非规则走时；
43、非规则走时的表达式为：
44、；
45、式中，为非规则走时，为非规则到达时刻的最小值；
46、将个规则走时与非规则走时汇总，获得非规则网格单元的走时。
47、进一步的，射线路径的获取方法包括：
48、以起始点为路径起点，以同一网格单元内的节点为终止点，将路径起点与终止点虚线连接，获得虚拟路径；
49、将路径起点所在网格单元中靠近地表一侧的边界标记为目标边界；
50、以垂直于目标边界所在的虚拟路径为第一路径，按照顺时针方向依次对虚拟路径绘制实线，获得待确定路径；
51、以第一路径对应的待确定路径为编号起点，对待确定路径顺时针依次升序编号，获得射线路径。
52、进一步的，对子区域中所有的网格单元进行射线追踪的方法包括：
53、当处于规则网格单元内时，逐一比较个走时，将走时的最小值标记为最小走时；
54、当处于非规则网格单元内时，将个规则走时和非规则走时中的最小值标记为最小走时；
55、当起始点所在的网格单元中所有节点的走时均被计算后，以最小走时对应的节点作为衔接点，按照预设步长进行波前扩展；
56、扫描起始点所在的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述划分准则为：以起伏地表的顶部为上边界，以最后一个速度界面的底部为下边界；
3.根据权利要求2所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述主节点和次级节点的标记方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述分区准则为：同一个子区域上的地表起伏幅度小于预设起伏阈值；
5.根据权利要求4所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述走时的计算方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，当所述起始点位于非规则网格单元中时，在起始点所处的非规则网格单元中标记规则分割线，并依据规则分割线在非规则单元中绘制出规则区域和非规则区域；
7.根据权利要求6所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多
8.根据权利要求7所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，对所述子区域中所有的网格单元进行射线追踪的方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述停止射线追踪的判定方法包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述目标最小走时和目标射线路径的输出方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述划分准则为：以起伏地表的顶部为上边界，以最后一个速度界面的底部为下边界；
3.根据权利要求2所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述主节点和次级节点的标记方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述分区准则为：同一个子区域上的地表起伏幅度小于预设起伏阈值；
5.根据权利要求4所述的一种基于地震监测的二维复杂模型中多次波射线追踪方法，其特征在于，所述走时的计算方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于地震监测的二维复杂模...
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