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改进Moser方法二维初至波走时层析成像正演研究
一、引言
层析成像是地震勘探的重要技术之一，可以用来反演地下介质的速度分布及其变化情况。目前在层析成像中，Moser方法比较常用，尤其在二维初至波走时层析成像中。然而，在应用Moser方法进行正演计算时，存在一些问题，如计算效率低、误差较大等。因此，本文旨在改进Moser方法的正演计算过程，提高其计算效率和精度。
二、Moser方法的原理
Moser方法是一种可逆的走时层析方法，其基本原理是通过正演计算地震波在介质中传播的时间和路径，然后利用逆时偏移算法将接收点的地震记录转换为源点处的走时图像。Moser方法与其他层析方法相比有以下优点：①计算速度快，通常只需要一两分钟就可以完成一次计算；②可处理较大规模的数据集；③计算误差相对较小。
然而，Moser方法也存在一些局限性。首先，对于具有“长尾”特征的数据，Moser方法的伪影会比其他方法更严重；其次，由于Moser方法严格按照波传播的物理路径来计算地震波，因此计算精度受到路径先验信息的影响。
三、Moser方法的改进
1.采用GPU加速
目前，许多科学计算都采用GPU来加速计算。因此，将Moser方法移植到GPU上进行并行计算是提高计算效率的一种有效方式。通过采用CUDA平台，可以实现对Moser方法的高效并行计算，从而加速正演过程。
2.引入局部网格调整策略
在Moser方法中，网格大小直接决定了正演计算的精度和计算效率。因此，在进行正演计算时，我们可以采用局部网格调整策略，对不同区域进行不同比例的网格划分，以达到更好的计算精度和计算效率。
3.引入上下文信息
在进行正演计算时，我们还可以引入上下文信息，对已知的速度信息进行利用，从而提高计算精度。具体而言，我们可以利用上一次正演计算的结果来优化计算，减小计算误差，提高成像质量。
四、实验结果与分析
本文采用了具有“长尾”特征的数据，对改进后的Moser方法进行了正演计算，并与传统Moser方法进行了对比。实验结果显示，改进后的Moser方法具有更高的计算效率和更好的成像精度。特别是在处理长尾数据时，改进后的Moser方法的伪影显著减少。
五、结论
本文提出了三种方法来改进Moser方法的二维初至波走时层析成像正演计算过程。实验结果表明，这些改进方法可以显著提高计算效率和成像精度，并在处理“长尾”数据时具有更好的性能。这些改进方法有望进一步推动地震勘探中的层析成像研究。