利用瑞利面波振幅比和互相关走时的伴随成像方法联合反演二维横波速度结构

《利用瑞利面波振幅比和互相关走时的伴随成像方法联合反演二维横波速度结构》是一篇探讨地震勘探中地壳和上地幔速度结构反演方法的学术论文。该研究旨在通过结合瑞利面波振幅比与互相关走时信息，提升对地下介质横波速度结构的成像精度。随着地震探测技术的发展，人们越来越关注如何提高地下结构成像的分辨率和准确性，而传统的单参数反演方法在复杂地质条件下往往存在一定的局限性。

本文提出了一种基于伴随成像方法的联合反演策略，将瑞利面波振幅比和互相关走时作为约束条件，共同用于反演二维横波速度结构。瑞利面波是地震波中的一种表面波，其传播特性与地下介质的横波速度密切相关。通过分析瑞利面波的振幅比，可以获取关于地下介质横向变化的信息；而互相关走时则提供了关于波传播路径的时间信息，有助于更精确地确定波速分布。

伴随成像方法是一种基于波动方程的数值反演技术，能够通过计算观测数据与模型预测之间的差异，优化模型参数以达到最佳拟合效果。这种方法在地震成像领域具有广泛应用，特别是在处理大规模数据集时表现出较高的效率和稳定性。本文将伴随成像方法与瑞利面波振幅比及互相关走时相结合，构建了一个多参数、多约束的联合反演框架。

在方法实现过程中，首先需要建立一个初始的二维横波速度模型，并基于此模型进行正演模拟，计算出理论的瑞利面波振幅比和互相关走时。然后，将实际观测数据与理论结果进行比较，计算误差函数。接着，通过梯度下降等优化算法调整模型参数，使得误差函数最小化，从而逐步逼近真实的地下速度结构。

为了验证该方法的有效性，作者在多个合成数据集和实际地震数据上进行了测试。实验结果表明，与仅使用单一参数（如仅使用瑞利面波振幅比或仅使用互相关走时）进行反演相比，联合反演方法能够显著提高成像的精度和分辨率。尤其是在复杂地质构造区域，联合反演方法展现出更强的鲁棒性和适应性。

此外，该研究还探讨了不同参数组合对反演结果的影响，例如瑞利面波频率范围的选择、互相关走时的窗口长度等。这些因素都会影响最终的反演结果，因此在实际应用中需要根据具体的地质条件和数据质量进行合理调整。同时，研究还指出，尽管联合反演方法在理论上具有优势，但在实际操作中仍需考虑计算资源的限制以及噪声对反演精度的影响。

总体而言，《利用瑞利面波振幅比和互相关走时的伴随成像方法联合反演二维横波速度结构》为地震勘探提供了一种新的思路和方法，有助于更准确地揭示地下介质的物理性质。该研究不仅在理论上有创新意义，而且在实际应用中也具有重要的指导价值，对于推动地震成像技术的发展具有积极作用。