一种频率域正演方法及装置
专利汇可以提供一种频率域正演方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及地质勘探技术领域，具体的讲是一种 频率 域正演方法及装置。其中方法包括，建立17点格式的差分公式，构造稀疏矩阵；读入子波参数和速度模型；频率循环得到单频波场；对所有频率波场求反傅里叶变换；得到正演结果。通过本发明 实施例 的方法及装置，四阶高 精度 正演克服了以往对dx必须等于dz的条件限制，不仅可应用于dx=dz,也可以适用于dx≠dz的情况，更适合在实际生产中运用，而且最小 波长 所需要的网格数在该方法中仅需要2.4个，也优于其他类似方法。，下面是一种频率域正演方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种频率域正演方法，其特征在于包括，
建立如下的17点格式的差分公式，
其中
和
其中Pm,n≈P(mΔz,nΔx)，Δx,Δz代表x方向采样间隔和z方向采样间隔，m和n代表z方向的网格坐标和x方向的网格坐标，αi,βi,b,c,d,e,f代表求导时候的加权系数；
构造稀疏矩阵；
读入子波参数和速度模型；
频率循环得到单频波场；
对所有频率波场求反傅里叶变换；
得到正演结果。
2.根据权利要求1所述的一种频率域正演方法，其特征在于，在上述建立17点格式的差分公式之后还包括，求取所述加权系数的最优值。
3.根据权利要求2所述的一种频率域正演方法，其特征在于，所述求取加权系数的最优值进一步包括，由波动方程 （1）出发，把平面波 代入公
式（1），整理可得频散方程，其中，P0为波初始的振幅值、i为虚数单位，
A＝cos(kxΔx),
B＝cos(kzΔz), （5）
C＝cos(2kxΔx),
D＝cos(2kzΔz),
其中k代表的是波数，
当dx≥dz时，定义r＝Δx/Δz，因此上述公式（4）改写成如下形式
A＝cos(kxΔx),
B＝cos(kzΔz),
C＝cos(2kxΔx), （6）
D＝cos(2kzΔz),
r＝Δx/Δz,
在dx≥dz的时候，最小波长内所需要的网格点G的定义为G＝λ/Δx，其中λ为波长，
至此，归一化的相速度公式为
其中
求得上述最优的αi,βi,b,c,d,e,f，使得Vph与v之间差值最小；
当dx
A＝cos(kxΔx),
B＝cos(kzΔz),
C＝cos(2kxΔx),
D＝cos(2kzΔz),
r＝Δz/Δx
则归一化的相速度公式为
求得上述最优的αi,βi,b,c,d,e,f，使得Vph与v之间差值最小。
4.根据权利要求3所述的一种频率域正演方法，其特征在于，在上述求最优αi,βi,b,c,d,e,f的过程中，采用最小二乘法或者使用高斯牛顿法求最优αi,βi,b,c,d,e,f。
5.根据权利要求1所述的一种频率域正演方法，其特征在于，在读入子波参数和速度模型之后还包括，在所述速度模型的边界加载最佳匹配层PML边界条件，用于吸收边界反射的波场。
6.一种频率域正演装置，其特征在于包括，
差分模块，用于建立如下的17点格式的差分公式，
其中
和
其中Pm,n≈P(mΔz,nΔx)，Δx,Δz代表x方向采样间隔和z方向采样间隔，m和n代表z方向的网格坐标和x方向的网格坐标，αi,βi,b,c,d,e,f代表求导时候的加权系数；
稀疏矩阵模块，用于构造稀疏矩阵；
读入模块，用于读入子波参数和速度模型；
单频波场模块，用于频率循环得到单频波场；
反傅里叶变换模块，用于对所有频率波场求反傅里叶变换；
结果输出模块，得到正演结果。
7.根据权利要求6所述的一种频率域正演装置，其特征在于，还包括加权系数模块，连接于所述差分模块和稀疏矩阵模块之间，用于求取所述加权系数的最优值。
8.根据权利要求7所述的一种频率域正演装置，其特征在于，所述加权系数模块求取加权系数的最优值进一步包括，由波动方程 （1）出发，把平面波代入公式（1），整理可得频散方程，其中，P0为波初始的振幅值、i为虚数单位，
A＝cos(kxΔx),
B＝cos(kzΔz), （5）
C＝cos(2kxΔx),
D＝cos(2kzΔz),
其中k代表的是波数，
当dx≥dz时，定义r＝Δx/Δz，因此上述公式（4）改写成如下形式
A＝cos(kxΔx),
B＝cos(kzΔz),
C＝cos(2kxΔx), （6）
D＝cos(2kzΔz),
r＝Δx/Δz,
在dx≥dz的时候，最小波长内所需要的网格点G的定义为G＝λ/Δx，其中λ为波长，
至此，归一化的相速度公式为
其中
求得上述最优的αi,βi,b,c,d,e,f，使得Vph与v之间差值最小；
当dx
A＝cos(kxΔx),
B＝cos(kzΔz),
C＝cos(2kxΔx),
D＝cos(2kzΔz),
r＝Δz/Δx
则归一化的相速度公式为
求得上述最优的αi,βi,b,c,d,e,f，使得Vph与v之间差值最小。
9.根据权利要求8所述的一种频率域正演装置，其特征在于，所述加权系数模块在上述求最优αi,βi,b,c,d,e,f的过程中，采用最小二乘法或者使用高斯牛顿法求最优αi,βi,b,c,d,e,f。
10.根据权利要求1所述的一种频率域正演装置，其特征在于，还包括吸收边界模块，连接于所述读入模块和单频波场模块之间，用于在所述速度模型的边界加载最佳匹配层PML边界条件，用于吸收边界反射的波场。
一种频率域正演方法及装置
技术领域
背景技术
长内所需网格点都是基于这个标准)，导致计算量过大，并不能很好的用于频率域正演。为了减少最小波长内所需要的网格点数，Jo等人1996年发表文章提出一种新的九点旋转坐
标系下的差分格式，从而有效降低了最小波长内所需要的网格点数，进而减少了计算机内存占有量和计算机运算量。以上两种方法都是基于旋转坐标系，导致了他们都有一个缺陷，就是不能适用于速度模型dx(水平方向的空间采样间隔)不等于dz(深度方向的空间采样
间隔)的情况，而在实际勘探生产中，水平采样间隔经常不等于深度方向采样间隔，因此这种弊端必须克服。
发明内容
数；
数；
用，而且最小波长所需要的网格数在该方法中仅需要2.4个，也优于其他类似方法。
附图说明
具体实施方式
数。
数。
其中，P0为波初始的振幅值、i为虚数单位，
αi,βi,b,c,d,e,f代表求导时候的加权系数，具体的系数分配如图4a和图4b所示。
数，有了优化参数就有了dx＝dz情形下的频率域波动方程差分公式，有了这个差分公式就可以做dx＝dz情形下的频率域正演。后面的实施例中就是用本发明做的dx＝dz情况的
频率域正演。
波采用雷克子波，主频为20Hz，检波器位于Z＝20m的位置，时间采样间隔为2ms，接收记录时间是1s。图5a为速度模型及观测系统的分布图，图5b为正演的结果示意图，其中，图5a代表这一块区域地下构造的地震波传播速度，不同颜色代表不同的速度，如右侧图例所示，颜色趋于红色代表速度值高，最高是2000m/s，蓝色代表速度低，最低为1000m/s；白色的倒三角代表检波器的分布，检波器中间红色的点代表爆炸点所在位置，通过图5a和图5b表明同相轴位置正确，而且边界吸收较好，不存在干扰波，由于采用了四阶的差分格式，因此频散很弱，较好的压制了频散。
3.125的系数参数。该模型我们取其中一部分正演，网格数为nx＝nz＝301，子波同样采
用雷克子波，主频为12Hz，放置在x＝500m，z＝16m的地方，检波器位于z＝16m的地方。
图6a为速度模型及其观测系统的布置图，该图中的颜色如上述图5a中所述，图6b为单频
波场示意图，其中较红的部分表示振幅值较高，偏黄色部分表示振幅值较弱，越红说明振幅值越高，越黄说明振幅值越弱，图6c为采用本发明实施例得到的正演波场在时间域的示意图，为了验证其正确性，用时间域正演的方法，对该模型进行正演，得到了图6d所示的效果图，两图同相轴位置一致，说明本专利方法是正确的。
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