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复杂地表条件下地震波走时计算方法研究

作　者: 孙章庆
导　师: 孙建国
学　校: 吉林大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 复杂地表走时计算 FMM 实现方案
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本项研究的目的是提出复杂地表条件下地震波走时计算方案。研究方法是将常规波前快速推进法(Fast marching method ,简写为FMM)和复杂地表问题相结合。主要研究内容是:(1)改进FMM的计算精度和计算效率;(2)在复杂地表条件下实现FMM和线性插值法。主要研究成果是:(1)通过对局部算法的改进在保证计算效率的情况下提高了FMM的精度;(2)通过对堆选排技术的改进大大地提高了FMM的计算效率;(3)利用线性插值技术解决了起伏地表点的走时计算问题,提出了复杂地表条件下地震波走时计算方案、实现算法和计算流程。有关数值实验证明:改进后的FMM计算精度和计算效率都有很大的提高,针对复杂地表提出的FMM计算方案是切实可行的,对速度模型的处理使计算方案对模型的不均匀性具有很强的适应能力,能很好地计算出地震波在复杂地表地区的传播情况。

全文目录

内容提要  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究复杂地表问题的重要意义  7-8
  1.2 研究地震波走时计算的重要意义  8-9
  1.3 本研究的基本思路及本文的结构  9-11
第二章地震波走时计算方法综述  11-24
  2.1 走时计算方法的分类  11
  2.2 各走时计算方法的简介  11-22
    2.2.1 传统射线追踪法  12-13
    2.2.2 现代射线追踪法  13-16
    2.2.3 波前构建法  16-18
    2.2.4 有限差分法  18-22
  2.3 各走时计算方法的对比  22-24
第三章 FMM 及其改进  24-48
  3.1 FMM 的起源与发展  24-25
  3.2 FMM 的基本原理  25-28
  3.3 FMM 的实现  28-29
  3.4 FMM 无条件稳定性的论证  29-32
  3.5 FMM 的精度分析和效率分析  32-44
    3.5.1 精度分析  33-41
    3.5.2 效率分析  41-44
  3.6 计算实例及其分析  44-48
第四章复杂地表条件下地震波走时计算  48-78
  4.1 模型建立  48-51
  4.2 实现方案  51-58
  4.3 计算精度的研究  58-72
    4.3.1 速度模型的处理  58-61
    4.3.2 插值问题的研究  61-72
  4.4 计算实例及其分析  72-78
    4.4.1 丘陵地区地震波的传播情况  72-73
    4.4.2 山区地震波的传播情况  73-74
    4.4.3 地形的变化程度对地震波传播的影响  74-78
第五章结论  78-80
参考文献  80-87
摘要  87-90
ABSTRACT  90-94
致谢  94-95
导师及作者简介  95-96

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