利用背景噪声高阶频散曲线研究四川盆地结构

论文摘要

本文通过回顾背景噪声方法的研究现状,对从背景噪声数据中提取经验格林函数的理论基础进行了介绍,总结了从背景噪声数据中提取得到经验格林函数的数据处理方法,对处理流程进行了归纳;通过推导广义反透射系数方法计算频散曲线,做好正演计算,为反演阶段打下结实基础;频散曲线反演理论发展历史漫长,从最初的半波长法等经验方法发展到现在的各种仿生学算法层出不穷,对拟牛顿方法-BFGS校正-信赖域方法进行详细推导;矢量波数变换是最新提出的一种对面波信号进行频散能量成像的方法,该方法能够有效地从背景噪声互相关函数得到含有高阶频散能量的频散能量图,笔者在此基础上综合高分辨率Radon变换的原理推导了高分辨率矢量波数变换公式并进行了模拟数据试算,表明高分辨率矢量波数变换可以有效地提高频散能量图分辨率;由于背景噪声数据互相关得到的经验格林函数信噪比较差,对比了平滑去噪、小波阀值去噪、经验模态分解去噪、稀疏分解去噪在模拟数据上的效果,结果表明基于矢量波数变换的稀疏分解去噪效果最佳,能够有效地减少频散能量图中的噪声能量;将所述方法应用到四川盆地区域,通过四川盆地及其周边区域背景噪声数据的处理,得到了各研究子区域基阶频散能量强、分辨率好、连续性好、频带分布较宽、含有高阶频散能量的频散能量图。在得到频散能量图后利用反演算法得到了各研究子区域一维横波速度模型,验证了青藏高原地区在深度为20km-40km位置存在低速区这一地质结论,横波速度最低可达3.25km/s;四川盆地由于受沉积层影响,相速度在0.3Hz位置可达2.5km/s,反演结果显示沉积层厚度在5km-10km;四川盆地东侧及南侧在20km-40km深度存在低速区,但该区速度值高于青藏高原同深度速度值;云贵高原地区西部通过反演结果显示在60km-80km深度存在低速区。通过分析比较,阐述了基阶频散分叉及能量紊乱的产生原因是由于在浅部区域水平向速度存在差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 课题背景及研究的目的和意义
•   1.2 背景噪声成像研究现状及分析
•   1.3 本文的主要研究内容
•   1.4 本章小结
• 第2章 从背景噪声信号中提取经验格林函数
•   2.1 引言
•   2.2 背景噪声数据获取格林函数的理论基础
•     2.2.1 基于弥散场假设
•     2.2.2 基于互异性定理
•   2.3 数据选择与获取
•   2.4 数据预处理流程与方法
•   2.5 本章小结
• 第3章 水平层状介质频散曲线正演方法
•   3.1 引言
•   3.2 频散曲线计算方法的发展
•   3.3 广义反透射系数方法的原理
•   3.4 频散曲线的计算
•   3.5 频散曲线正演算法流程
•   3.6 本章小结
• 第4章 频散曲线反演方法
•   4.1 引言
•   4.2 偏导数的计算
•   4.3 拟牛顿法-BFGS校正-信赖域法结合原理
•   4.4 本章小结
• 第5章 频散曲线提取:矢量波数变换
•   5.1 引言
•   5.2 矢量波数变换方法原理
•     5.2.1 矢量波数变换方法公式推导
•     5.2.2 矢量波数积分的计算
•     5.2.3 频率域经验格林函数去噪
•     5.2.4 矢量波数变换方法提取频散曲线的流程
•   5.3 高分辨率矢量波数变换
•     5.3.1 高分辨率radon变换
•     5.3.2 高分辨率矢量波数变换原理
•     5.3.3 高分辨率矢量波数变换频散能量图
•   5.4 本章小结
• 第6章 理论模型实验与研究区结构反演
•   6.1 引言
•   6.2 理论模型实验
•     6.2.1 数据合成
•     6.2.2 反演计算
•   6.3 四川盆地结构反演
•   6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张功恒

导师: 陈晓非

关键词: 频散曲线,矢量波数变换,经验格林函数去噪,背景噪声

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: P631.4

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.004645

总页数: 123

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