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《中国地震局地球物理研究所》 2002年
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横向非均匀介质中接收函数的数值模拟与偏移成像研究

田小波  
【摘要】: 用横向非均匀介质模拟并解释接收函数,是地球内部结构研究的一个潜在的发展方向。 本文对接收函数的反褶积方法和线性化反演进行了改进,发展了时间域的接收函数多道信号估计和小波变换反演方法。在此基础上,重点研究和发展了横向非均匀介质中,基于波动方程的数值模拟与偏移成像方法,首次将多重网格算法引入到弹性波方程的数值模拟和接收函数的偏移成像,还发展了一种延迟边界方法,以消除人为边界反射的影响。数值检验表明,本文所提出的横向非均匀介质接收函数的数值模拟与偏移成像可用于地球内部介质横向不均匀性的研究。 接收函数的提取和反演是接收函数研究的核心问题。基于多道信号估计理论,本文提出了一种接收函数的多道反褶积方法,从一组远震事件中直接提取共同的因子—接收函数,有效地提高了接收函数的精度和分辨率。为克服广义线性反演对初始模型的依赖性,并保持其快速收敛的特点,本文首次将小波变换引入到接收函数波形反演,将接收函数分解到不同的分辨尺度上,分别进行广义线性反演,并将低分辨率的反演结果作为高分辨率反演的初始模型,渐近地获取宽频带接收函数的模型,克服了非线性问题线性化带来的非唯一性。 在水平分层介质接收函数的波形反演研究的基础上,本文系统阐述了非均匀介质中弹性波传播数值模拟常用的三种有限差分方法:显式差分、隐式差分和交错网格法,首次将多重网格算法应用于弹性波方程的数值模拟问题,克服了交错网格法和显式差分法稳定性差,以及隐式差分法计算效率低的缺点,大大提高了弹性波数值模拟的精度、稳定性和计算效率。 为了消除波动方程数值模拟中普遍存在的虚假边界反射问题,基于波在传播方向上的相位延迟和振幅衰减特性,本文提出了一种延迟边界方法,有效地消除了人为边界的假反射,提高了波场数值模拟的效率。 以下覆半无限空间近垂直入射平面P波,作为弹性波数值模拟的特例,来模拟接收函数,从而为横向非均匀介质中接收函数的反演和偏移成像问题奠定了研究基础。 本文还在接收函数射线反投影叠加成像的基础上,提出了一种基于波动方程的接收函数叠前偏移成像方法,将同一事件接收函数中的转换波和直达P波震相以各自的速度向深度方向逆时延拓成像,并通过不同慢度接收函数的叠加,得到最终的偏移成像结果。典型的介质模型数值分析表明,与射线方法相比,接收函数的波动方程叠前偏移能对横向非均匀介质准确成像,不仅有较高的分辨率,而且对多次波有较明显的压制作用。 对本文所提出的接收函数叠前偏移方法作进一步的发展,可以用于实际的远震体波波形数据,在揭示地壳上地幔结构的横向非均匀性研究中,具有颇为广阔的应用前景。
【学位授予单位】:中国地震局地球物理研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P631.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 安张辉,周民都,吴庆举,柏琳;接收函数方法研究进展[J];西北地震学报;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈九辉;远震体波接收函数方法:理论与应用[D];中国地震局地质研究所;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 周青云;龙门山断裂带南段地壳的接收函数方法研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年
2 王峻;首都圈地壳上地幔三维S波速度结构的接收函数研究[D];中国地震局地质研究所;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马在田;高阶方程偏移的分裂算法[J];地球物理学报;1983年04期
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4 徐义贤,王家映;大地电磁的多尺度反演[J];地球物理学报;1998年05期
5 孟鸿鹰,刘贵忠;小波变换多尺度地震波形反演[J];地球物理学报;1999年02期
6 陈文超,汪文秉,高静怀,朱光明;多分辨分析理论在井-震匹配中的应用[J];地球物理学报;1999年S1期
7 符力耘,牟永光;弹性波边界元法正演模拟[J];地球物理学报;1994年04期
8 金胜汶,陈必远,马在田;三维波动方程有限差分正演方法[J];地球物理学报;1994年06期
9 刘启元,李顺成;接收函数复谱比的最大或然性估计及非线性反演[J];地球物理学报;1996年04期
10 陈九辉,刘启元;合成三维横向非均匀介质远震体波接收函数的Maslov方法[J];地球物理学报;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 吴庆举;赵文津;田小波;张乃玲;;用接收函数研究青藏高原的岩石层结构[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
2 田小波;吴庆举;曾融生;;多道反褶积方法求取接收函数[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
3 艾印双;郑天愉;何玉梅;;利用接收函数方法研究鲁西隆起及邻近地区的地壳及上地幔结构[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
4 刘启元;Rainer Kind;陈九辉;Yuan Xiao Hui;李顺成;郭飚;Kurt Wylegalla;赖源根;;大别山碰撞造山带深部细结构的宽频带流动地震台阵研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
5 吴庆举;田小波;张乃玲;曾融生;;接收函数的克希霍夫偏移成像[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
6 艾印双;郑天愉;何玉梅;许卫卫;;接收函数共面元叠加方法研究中国东北地区上地幔间断面结构[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王心源,戴光霞;地震时、空分布原因的引潮力──重力共同作用之探讨[J];安徽师大学报(哲学社会科学版);1995年01期
2 祝振军,王平;人体运动三维解析软件对量测精度的影响[J];安徽体育科技;2003年01期
3 李庶林;;试论微震监测技术在地下工程中的应用[J];地下空间与工程学报;2009年01期
4 李伟,杨晓翠;计算机显示系统及其编程控制[J];白城师范高等专科学校学报;2001年04期
5 牛运丰;王学田;王治国;;装甲车静磁场特性统计建模[J];兵工学报;2006年01期
6 罗先汉;;地震前兆的微波遥感观测探讨[J];北京大学学报(自然科学版);2009年06期
7 冉林仓,王建华;基于COM组件的不等式约束线性规划求解[J];北京机械工业学院学报;2002年02期
8 燕必希,周长凯;二维几何尺寸非接触测量的边缘检测[J];北京机械工业学院学报;2002年04期
9 马龙;吕继祥;;基于Web的数值分析CAI系统的设计与实现[J];北京机械工业学院学报;2007年01期
10 焦志强,洪冠新,杨超;系缆气球的气动力估算和配平计算[J];北京航空航天大学学报;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 管西竹;符力耘;陶毅;于更新;;复杂地表边界元-体积元波动方程数值模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
3 兰海强;刘佳;白志明;;VTI介质起伏地表地震波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 夏伯才;钱翰城;王永强;姚向东;;铸件挽救经济决策模型[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年
5 夏伯才;钱翰城;王永强;姚向东;;铸件挽救经济决策模型[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
6 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
7 束沛镒;张学民;李幼铭;刁桂苓;夏乱宝;武有文;;利用纯S波输入研究地震台站下方的横波速度结构[A];中国科学院地质与地球物理研究所2001学术论文汇编(第二卷)[C];2001年
8 刘光鼎;刘代志;;试论军事地球物理学[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
9 杨辉;刘洪;李幼铭;;单程波方程偏移算子高阶辛格式[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
10 刘伊克;常旭;;四川盆地埋藏沉降史模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
2 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 廉玉广;庐枞盆地金属矿地震波场精细模拟及属性应用研究[D];吉林大学;2011年
5 熊小松;中国大陆莫霍面深度与变化特征及其地球动力学意义[D];中国地质科学院;2010年
6 谢凡;地磁观测数据中人工电磁干扰抑制技术研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
7 张风雪;有限频体波走时层析成像及其在华北地区的应用[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
8 武岩;利用接收函数方法研究华北克拉通地壳上地幔结构[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
9 刘红桂;不同构造区固有吸收衰减和散射衰减相对强弱的对比研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
10 谭军;自由界面多次波的预测与衰减[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖艳程;岩土工程中的小波(包)分析理论及其应用[D];长沙理工大学;2010年
2 黄艳;D-InSAR技术用于地表形变监测研究[D];解放军信息工程大学;2009年
3 董向文;IP网络测量仪端到端时延模块的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
4 曾海雁;偏移处理在地震数据处理中的应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 郑晓;起伏地表单程波叠前深度偏移方法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 邓帅;面波法转换波静校正中的数学方法及其编程实现[D];中国地质大学(北京);2011年
7 符照森;方波磁光调制检偏方法理论与实验研究[D];西北大学;2011年
8 邓攻;青藏高原羌塘地体深地震反射剖面采集与处理技术初步实验研究[D];中国地质科学院;2011年
9 王洪聚;利用接收函数研究渤海湾盆地区地壳上地幔结构[D];国家海洋局第一海洋研究所;2011年
10 胡静云;特大复杂采空区稳定性微震监测技术理论与应用研究[D];长沙矿山研究院;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 安其美,丁立丰,王海忠,赵仕广;龙门山断裂带的性质与活动性研究[J];大地测量与地球动力学;2004年02期
2 许卫卫,郑天愉;接收函数方法及研究进展[J];地球物理学进展;2002年04期
3 李顺成;刘启元;陈九辉;郭飚;赖院根;王继;;横跨天山的宽频带流动地震台阵观测[J];地球物理学进展;2005年04期
4 阚荣举,张四昌,晏凤桐,俞林胜;我国西南地区现代构造应力场与现代构造活动特征的探讨[J];地球物理学报;1977年02期
5 邵学钟,张家茹,杨小峰,张晓虎,雷胜利,王启鸣,高维安;利用地震转换波探测地壳、上地幔构造试验[J];地球物理学报;1978年02期
6 刘启元,邵学钟;天然地震PS转换波动力学特征的初步研究[J];地球物理学报;1985年03期
7 邵学钟,张家茹,章思亚,陈纪平;唐山大震区深部构造的初步研究[J];地球物理学报;1986年01期
8 刘福田,曲克信,吴华,李强,刘建华,胡戈;华北地区的地震层面成象[J];地球物理学报;1986年05期
9 刘福田,曲克信,吴华,李强,刘建华,胡戈;中国大陆及其邻近地区的地震层析成象[J];地球物理学报;1989年03期
10 许忠淮,汪素云,黄雨蕊,高阿甲;由大量的地震资料推断的我国大陆构造应力场[J];地球物理学报;1989年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘洁;天山上地幔对流与造山运动数值模拟[D];中国地震局地质研究所;2006年
2 陈九辉;远震体波接收函数方法:理论与应用[D];中国地震局地质研究所;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘春;崇加军;倪四道;李少睿;;利用远震接收函数反演陕西地震台站下方的地壳厚度[J];地震地质;2009年02期
2 赵博;高原;石玉涛;;用双差定位结果分析华北地区的地震活动[J];地震;2013年01期
3 杨中书;崇加军;倪四道;曾文敬;;利用远震接收函数研究江西省地震台站下方莫霍面深度及泊松比分布[J];华南地震;2010年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张瑞青;基于三重震相研究青藏高原和西北太平洋俯冲带上地幔过渡带速度结构[D];中国地震局地球物理研究所;2010年
2 王峻;中国境内天山的岩石圈速度结构[D];中国地震局地质研究所;2011年
3 王兴臣;接收函数方法与华北克拉通北部岩石圈结构的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 周青云;龙门山断裂带南段地壳的接收函数方法研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年
2 宋文杰;利用被动源地震剖面研究龙门山断裂带及邻区的深部结构[D];成都理工大学;2011年
3 王成;利用接收函数反演龙门山断裂带及邻区深部结构[D];成都理工大学;2012年
4 赵炯洋;天山—塔里木盆地接合部岩石圈结构及盆山耦合关系研究[D];中南大学;2012年
5 张莹莹;用接收函数研究华北克拉通东北部地壳特性[D];中国地震局地震预测研究所;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 高静怀,汪文秉,朱光明,彭玉华,王玉贵;地震资料处理中小波函数的选取研究[J];地球物理学报;1996年03期
2 程乾生;;希尔伯特变换与信号的包络、瞬时相位和瞬时频率[J];石油地球物理勘探;1979年03期
3 马在田;;高阶有限差分偏移[J];石油地球物理勘探;1982年01期
4 韩行吉,杨文采,吴永刚;地震与声测井资料的匹配[J];石油地球物理勘探;1995年S2期
5 朱光明,高静怀,王玉贵;小波变换及其在一维滤波中的应用[J];石油物探;1993年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙建国;大尺度强变速地震波场数值模拟与偏移成像的有限积分变换方案[J];石油地球物理勘探;2005年01期
2 于鹏,王家林,吴健生;大地电磁全频段偏移成像结合反演技术[J];同济大学学报(自然科学版);2005年04期
3 薛明星;贺振华;;起伏地表叠前波场正演与偏移成像[J];内蒙古石油化工;2008年02期
4 白敏;熊晓军;吴娟;;速度误差与偏移成像的定量分析[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年02期
5 刘文卿;王西文;王宇超;邵喜春;胡自多;寇龙江;;角度域叠前偏移成像研究及应用[J];石油地球物理勘探;2010年S1期
6 Philippe Thierry ,李霞 ,王棣;在工作站上实现的3D保幅叠前深度偏移方法[J];勘探地球物理进展;1999年06期
7 王巍,于鹏;MT全频段偏移成像技术及其在苏北地区的应用[J];江汉石油学院学报;2003年03期
8 王珺;乔玉雷;姚忠瑞;李瑞忠;;垂直地震剖面高斯束法偏移成像[J];中国石油大学学报(自然科学版);2008年04期
9 王堃;;二维盐丘模型的叠前正演和偏移成像[J];内蒙古石油化工;2010年08期
10 孙建国,林伯香;三维一步法全倾角偏移[J];石油地球物理勘探;1995年04期
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1 袁江华;王秀闽;张致付;杨孔庆;刘洪;李幼铭;;地震偏移成像不确定性分析初探[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第六卷)[C];2008年
2 李振华;王彦飞;杨长春;;正则化偏移成像的全局优化快速算法[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
3 谭尘青;韩立国;;混合震源记录偏移成像技术研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
4 于鹏;王家林;吴健生;陈冰;;MT有限差分法偏移成像[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
5 刘喜武;刘洪;;波动方程地震偏移成像方法的现状与进展[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
6 韩利;吕庆田;韩立国;廉玉广;;起伏地表和复杂构造区域地震偏移成像[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
7 张生强;韩立国;巩向博;韩利;;基于MUSIC算法的逆时偏移成像研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
8 尹兵祥;王尚旭;;基于起伏地形的地震偏移成像研究现状[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
9 孙建国;;地震波数值模拟与偏移成像的有限积分变换方案[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
10 龙凡;韩天成;;瞬变电磁法S-反演与二维拟地震偏移成像研究[A];国家安全地球物理丛书(三)——地球物理探测与应用[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李满树 薛冈;我国地震资料偏移成像软件逐渐走向成熟[N];中国石化报;2006年
2 王跃;为地球做"CT扫描"[N];中国石化报;2006年
3 姚秋明汪华南;构筑地球物理技术研究平台[N];中国石化报;2007年
4 ;山地地震走廊问题解铃人———王卫华[N];中国石油报;2006年
5 “十五”国家油气科技攻关项目办公室;找油气的三大科技利器[N];科技日报;2005年
6 记者 邓道静 通讯员 王玲花;物探院荣获“江苏省五一劳动奖状”[N];中国石化报;2010年
7 记者 黄普根 通讯员 张丽娜;萨曼杰佩项目通过验收[N];中国石油报;2010年
8 本报特约记者 靳贵军 本报通讯员 周国宏 彭冬梅;难题攻关记[N];中国石油报;2001年
9 记者 耀辉;隧道识别为滇重点工程建设提速[N];云南经济日报;2006年
10 王顺强;地震资料处理系统发展迅速[N];中国石化报;2007年
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1 王勃;矿井地震全空间极化偏移成像技术研究[D];中国矿业大学;2012年
2 孙歧峰;基于任意广角波动方程的地震偏移成像方法研究[D];中国石油大学;2011年
3 龙云;混合地震采集数据成像改进方法研究[D];吉林大学;2013年
4 陈凌;小波束域波场的分解、传播及在地震偏移成像中的应用[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
5 田小波;横向非均匀介质中接收函数的数值模拟与偏移成像研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
6 陈九辉;远震体波接收函数方法:理论与应用[D];中国地震局地质研究所;2007年
7 陈生昌;波动方程叠前深度偏移成像与速度建模方法研究[D];同济大学;2002年
8 岳玉波;复杂介质高斯束偏移成像方法研究[D];中国石油大学;2011年
9 亓雪冬;基于地震资料偏移成像的计算网格研究及应用[D];中国石油大学;2009年
10 王玉贵;Walkaway VSP技术在大庆油田的应用研究[D];中国地质大学(北京);2009年
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1 杜润林;有限差分大地电磁偏移成像方法研究[D];中国石油大学;2011年
2 毕亚杰;三维VSP数据波动方程偏移成像方法研究及其实用化[D];浙江大学;2011年
3 刘传奇;频率域拟Born近似偏移成像的研究[D];吉林大学;2005年
4 吴磊;叠前时间偏移方法研究与应用[D];中国地质大学(北京);2008年
5 冯彦谦;机载探地雷达探测地下目标体的数值仿真和成像研究[D];吉林大学;2008年
6 阮帅;大地电磁测深偏移成像[D];成都理工大学;2006年
7 沈梅芳;瞬变电磁虚拟波场的偏移成像研究[D];长安大学;2006年
8 刘亚丽;探地雷达波场数值模拟与成像[D];西安理工大学;2007年
9 范秦军;地质雷达数据处理、解释及其在工程勘查中的应用[D];吉林大学;2008年
10 牟风明;三维VSP波场分离与成像[D];中国石油大学;2008年
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