面波成像及三维横波速度方位各向异性反演研究的任务书.docx

面波成像及三维横波速度方位各向异性反演研究的任务书
一、课题背景
面波成像和三维横波速度方位各向异性反演是地震勘探领域中的热门课题。地震勘探技术是利用地震波在地下介质中传播途中的反射、折射、散射等现象，对地下结构进行探测的一种技术。面波成像和三维横波速度方位各向异性反演在地震勘探中有着广泛的应用，可以帮助工程师和科学家了解地下结构的物理特性。
在面波成像技术中，主要是通过地震波的面波进行成像，然后分析成像结果来获取关于地下结构的信息，能够提供地下结构的大尺度信息，具有简便、快速、低成本等优点。三维横波速度方位各向异性反演则是基于波场数值模拟方法，通过计算反演地震波在地下结构中的传播规律，推测地下介质的物理特性，是一种比传统勘探方法更为准确的探测方法。
二、研究内容
本项目的研究内容包括以下两个方面：
1.面波成像技术
本研究将重点研究面波成像技术，以及如何提高面波成像技术的分辨率和可靠性。本项目将使用经典的Elastic-Finite-Element-Method(ELFEM)来解决面波成像问题，该方法已经被广泛用于地震勘探领域中，具有高效、准确的特点。着眼于ELFEM的特性，研究中将主要面临以下几方面问题：
（1）理论分析
首先对ELFEM算法进行理论分析，研究算法的精度以及可能存在的误差源。通过理论分析，可以确定算法中可能存在的问题，并找到相应的解决方案。
（2）算法改进
结合理论分析和实验结果，改进ELFEM算法，提高算法的计算效率和准确性。
（3）应用实践
对改进后的ELFEM算法进行实际地震数据处理和成像实验，以验证算法的可行性和有效性。
2.三维横波速度方位各向异性反演
本项目的另一个研究内容是三维横波速度方位各向异性反演。研究中将主要面临以下几个问题：
（1）遥感资料的采集和处理
对地震勘探地区进行现场勘探，采集生产中在地面和地下的遥感资料，包括地下地质结构、地球物理资料、微震监测资料等。
（2）数据处理和解释
待遥感资料采集完成后，对数据进行处理，整合不同来源的数据，进行分析和解释，通过对数据的处理和解释来了解地下结构，从而为横波速度方位各向异性反演提供依据。
（3）反演算法和成像
通过波场模拟的方法，对地震波在地下的传播规律进行反演，从而推断地下结构的物理特性。本研究将采用最小二乘反演技术，结合遗传算法、反向推理等方法，进行三维横波速度方位各向异性的反演，最终得出成像结果。
三、预期目标与意义
本项目的预期目标是，通过对面波成像技术和三维横波速度方位各向异性反演的研究，提高地震勘探的效率和精度，为勘探工作提供更为准确的数据支持。通过开展本项目的研究，预期能够得出以下成果：
1.面波成像技术方面：
（1）研究面波成像技术中的关键问题，提高面波成像技术的分辨率和可靠性；
（2）推导面波成像的数学模型，建立相应的数值计算模型；
（3）开发新的面波成像算法，提高算法的计算效率和精度；
（4）应用实践，验证研究成果的实用性。
2.三维横波速度方位各向异性反演方面：
（1）开展现场勘探，收集、整理地震勘探工作中所需的原始数据；
（2）分析、处理勘探数据，整合不同来源的数据，进行数据解释；
（3）建立横波速度方位各向异性反演的数学模型；
（4）开发反演算法，利用遗传算法等方法推断地下结构的物理特性；
（5）得出三维横波速度方位各向异性反演图像，提高勘探预测精度。
本项目的研究成果具有重要的理论和实际意义，可为地震勘探技术的进一步改进和优化提供支持，是我国地震勘探领域创新性研究的重要突破口。