Fast multiple ray tracing within complex layered media:The shortest path method based on irregular grid cells
-
摘要: 使用不规则网格单元划分下的最短路径算法，结合分区多步计算技术实现了二维和三维复杂层状起伏介质中的多次透射、反射及转换波的追踪计算．其原理是将模型按速度界面分成若干个独立的计算区域（在速度界面和起伏地表处采用一种不规则网格单元划分），采用分步计算技术进行多次波的追踪计算．通过与有限差分下快速行进法的比较，表明无论是计算精度还是CPU时间，不规则最短路径算法均好于快速行进法算法．最后，实例模拟中给出了二维、三维复杂层状模型（包括Marmousi模型及含低速体的模型）中的多次透射、反射及转换波的追踪计算，验证了不规则最短路径算法的功能．
-
关键词:
- 不规则最短路径算法 /
- 分区多步计算 /
- 多次波追踪快速行进法
Abstract: Abstract: This study introduces the multistage scheme incorporating with an irregular shortest path method (ISPM) for tracking multiple arrivals composed of any kind of combinations of transmissions, conversions and reflections in complex 2D/3D layered media. The principle is first to divide the layered model into several different computational domains using irregular cells at the interface and the Earthrsquo;s undulated surface, and then to apply the multistage technique to trace the multiple arrivals. It is possible to realize the multiple arrival tracking with the multistage technique, because the multiple arrivals are different combinations or conjugations of the simple incident, transmitted and reflected waves via the velocity discontinuities. Benchmark tests against the multistagefast marching method （FMM） are undertaken to assess the solution accuracy and the computational efficiency. The results show that the multistage ISPM method is advantageous over FMM method in both solution accuracy and CPU times. -
-
-
期刊类型引用(21)
1. 秦泽光，赵爱华，徐涛，姚时. 基于起伏界面走时校正的三维最短路径射线追踪方法. 地球物理学报. 2025(02): 578-594 . 
百度学术
2. 邴琦，孙章庆，韩复兴. 地震波射线追踪方法综述——方法、分类、发展现状与趋势. 地球物理学进展. 2020(02): 536-547 . 百度学术
3. 黄国娇，巴晶，钱卫. 层状TI介质中微地震定位和各向异性速度结构同时反演. 地球物理学报. 2020(07): 2846-2857 . 百度学术
4. 张明辉，刘有山，侯爵，徐涛，白志明. 近地表地震层析成像方法综述. 地球物理学进展. 2019(01): 48-63 . 百度学术
5. 王琦，朱盼，叶佩，李勤，李庆春. 起伏地表地震波旅行时混合网格线性插值射线追踪计算方法. 石油地球物理勘探. 2018(01): 35-46+5 . 百度学术
6. 何雷宇，严星，白超英. 四面体网格剖分下速度与反射界面的同时反演. 石油地球物理勘探. 2018(05): 921-931+880 . 百度学术
7. 王琦，李庆春，王芷琪. VTI介质起伏界面混合网格旅行时线性插值计算方法. 石油地球物理勘探. 2018(06): 1175-1187+1111 . 百度学术
8. 黄国娇，白超英，钱卫. 球坐标系下多震相走时三参数同时反演成像. 地球物理学报. 2015(10): 3627-3638 . 百度学术
9. 王涛，张延腾，白超英. 2D各向异性TTI介质中地震波场的射线法和波动方程数值模拟对比. 地球物理学进展. 2014(02): 580-587 . 百度学术
10. 赵烽帆，马婷，徐涛. 地震波初至走时的计算方法综述. 地球物理学进展. 2014(03): 1102-1113 . 百度学术
11. 李兴旺，白超英，于子超. 菲涅耳体有限频射线多震相走时同时反演成像. 地球物理学进展. 2014(05): 2019-2028 . 百度学术
12. 赵后越，张美根. 起伏地表条件下各向异性地震波最短路径射线追踪. 地球物理学报. 2014(09): 2910-2917 . 百度学术
13. 李兴旺，白超英，黄国娇. 多震相菲涅耳体射线走时同时反演成像. 地震学报. 2014(05): 895-909+981 . 本站查看
14. 于师建，刘润泽. 三角网最小走时射线追踪层析成像. CT理论与应用研究. 2013(03): 401-408 . 百度学术
15. 李晓玲，白超英，胡光义. 起伏层状TI介质中多次波射线追踪. 石油地球物理勘探. 2013(06): 924-931+1016+850 . 百度学术
16. 李强，白超英. 复杂介质中地震波前及射线追踪综述. 地球物理学进展. 2012(01): 92-104 . 百度学术
17. 孙章庆，孙建国，韩复兴. 针对复杂地形的三种地震波走时算法及对比. 地球物理学报. 2012(02): 560-568 . 百度学术
18. 张广智，王文龙，印兴耀，李超. 基于射线理论的角度道集提取方法综述. 地球物理学进展. 2011(05): 1696-1707 . 百度学术
19. 白超英，黄国娇，李忠生. 三维复杂层状介质中多震相走时联合反演成像. 地球物理学报. 2011(01): 182-192 . 百度学术
20. 于师建，刘润泽，程久龙. 三角网波行面扩展最小走时射线追踪全局算法(英文). Applied Geophysics. 2010(04): 348-356+400 . 百度学术
21. 黄国娇，白超英. 二维复杂层状介质中地震多波走时联合反演成像. 地球物理学报. 2010(12): 2972-2981 . 百度学术
其他类型引用(34)
计量
- 文章访问数: 2434
- HTML全文浏览量: 1285
- PDF下载量: 73
- 被引次数: 55
下载:
