第1章 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状 2
1.2.1 成像域速度反演方法 3
1.2.2 数据域速度反演方法 5
1.3 研究内容 8
第2章 地震波反演成像的基本概念 11
2.1 地震波反演成像的概率论观点 11
2.1.1 贝叶斯反演理论 11
2.1.2 最大后验概率估计与正则化的联系 13
2.1.3 L2范数下反问题的求解方法 15
2.1.4 经典FWI理论的局限性 16
2.2 从L2范数到L1范数 18
2.2.1 L1范数作为模型约束准则的引入 19
2.2.2 原对偶临近算法原理 20
2.2.3 原对偶临近算法的应用 24
2.2.4 小结 28
2.3 逐步线性化反演方法 28
2.3.1 模型尺度分解 29
2.3.2 波动方程正问题的线性化近似 29
2.3.3 逐步线性化近似的反演流程 33
2.4 讨论与结论 35
第3章 特征波场合成与偏移成像 37
3.1 引言 37
3.2 特征波场合成 39
3.2.1 地震数据进行特征波场表达的必要性 39
3.2.2 传统的局部平面波的估计方法 40
3.2.3 基于特征波场合成的局部平面波估计方法 43
3.3 特征波场偏移成像 46
3.4 数值试验 48
3.4.1 随机噪声对特征波场合成的影响 48
3.4.2 初至波场合成 52
3.4.3 反射波场合成 54
3.4.4 特征波偏移成像 56
3.5 讨论与结论 58
第4章 波动方程透射波层析成像 60
4.1 引言 60
4.2 基于Rytov近似的透射波走时层析方法 64
4.2.1 基于Rytov近似的走时敏感度核函数 64
4.2.2 基于瞬时走时测量方法的走时敏感度核函数 69
4.2.3 两类走时敏感度核函数的进一步讨论 73
4.2.4 小结 82
4.3 基于波形互相关准则的透射波走时层析方法 82
4.3.1 基于观测数据与模拟数据互相关函数的一阶展开方法 83
4.3.2 基于观测数据与模拟数据互相关函数最大化的走时反演方法 87
4.3.3 互相关测量准则的适用范围 93
4.3.4 基于变换域中观测数据与模拟数据互相关函数最大化的走时反演方法 96
4.3.5 小结 108
4.4 带限地震波走时敏感度核函数的统一形式 109
4.4.1 单频加权函数的统一形式 109
4.4.2 不同方法中单频加权函数的关系 111
4.4.3 带限地震波走时扰动的计算方法 115
4.4.4 地震子波的相位误差对时差估计的影响 116
4.4.5 走时敏感度核函数的形态 120
4.4.6 小结 124
4.5 波动方程透射波层析成像反问题 125
4.5.1 反演算法 126
4.5.2 走时敏感度核函数的高效计算方法 127
4.5.3 层析反演的具体实现策略 128
4.5.4 透射波层析成像数值试验 129
4.5.5 小结 137
4.6 讨论与结论 137
4.6.1 讨论 137
4.6.2 结论 139
第5章 波动方程反射波层析成像 141
5.1 反射波层析成像的发展及研究现状 141
5.1.1 成像域反射波层析反演方法 142
5.1.2 数据域反射波层析反演方法 150
5.1.3 小结 156
5.2 反射波波形层析成像 157
5.2.1 基本理论 158
5.2.2 目标泛函梯度的特点 163
5.2.3 反射波波形层析成像的问题分析 167
5.2.4 小结 168
5.3 反射波走时层析成像 169
5.3.1 正问题：波动方程反偏移 170
5.3.2 一次反射波与反射波残差提取方法 172
5.3.3 反问题：反射波走时层析成像 174
5.3.4 数值试验 185
5.3.5 小结 192
5.4 反射波层析成像中的正则化方法 193
5.4.1 地质构造约束正则化方法 193
5.4.2 目标泛函梯度的预处理 200
5.4.3 小结 204
5.5 讨论与结论 204
5.5.1 讨论 204
5.5.2 结论 205
第6章 结论与展望 207
6.1 结论 207
6.2 成果与创新点 210
6.3 研究的不足及今后工作展望 211
参考文献 213
附录A 227
附录B 235
附录C 237
后记 239