MATLAB波动方程地震记录合成与解析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现地震波传播模拟，支持声波/弹性波方程求解、自定义震源与地层模型，可生成地震道集/剖面并可视化分析，内置参数调试与对比工具，适用于地震勘探研究与教学。

详 情 说 明

基于波动方程的地震记录合成与解析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台开发的地震波数值模拟与记录解析系统。系统采用有限差分方法求解声波或弹性波波动方程，能够模拟地震波在不同地质模型中的传播过程，并生成高质量的多类型合成地震记录。系统集成了从建模、求解到可视化的全流程功能，为地震勘探方法研究、数据处理算法测试和地震解释教学提供专业工具支持。

功能特性

• 多物理场模拟: 支持声波方程（标量波场）和弹性波方程（矢量波场）的数值求解
• 灵活的震源建模: 内置雷克子波生成器，支持自定义震源子波（主频、相位可调）
• 参数化模型构建: 提供层状模型、断层模型、盐丘模型等多种典型地质构造的快速建模
• 高阶有限差分解法: 实现2D/3D空间离散，具备数值频散控制和边界吸收处理
• 交互式参数调试: 图形界面支持模拟参数的实时调整与效果预览
• 多格式输出: 生成单道记录、多道剖面、波场快照动画及参数报告文档
• 结果对比分析: 内置不同参数设置下的记录对比工具，支持振幅谱分析

使用方法

基础模拟流程

1. 准备输入数据:

- 准备速度模型文件（.mat或.txt格式的二维/三维矩阵） - 配置震源参数（位置、主频、波形类型） - 设置观测系统（检波器排列、采样率） - 定义地层物理参数（密度、品质因子等）

1. 运行模拟程序:

- 启动主控程序，系统自动加载参数配置 - 选择波动方程类型（声波/弹性波）与数值算法 - 执行有限差分计算，实时显示计算进度

1. 结果导出与分析:

- 查看生成的地震记录与波场快照 - 导出地震道集数据为SEGY或MAT格式 - 生成模拟参数报告与质量监控图件

高级功能操作

• 参数敏感性分析: 通过批处理模式研究关键参数对模拟结果的影响
• 波场特征提取: 识别直达波、反射波、绕射波等主要震相
• 照明分析: 评估特定地质目标体的波场覆盖强度

系统要求

硬件环境

• 内存: 最低8GB，推荐16GB以上（3D模拟需32GB+）
• 处理器: Intel Core i5或同等性能以上
• 显卡: 支持OpenGL 3.0及以上

软件环境

• 操作系统: Windows 10/11, Linux Ubuntu 16.04+, macOS 10.14+
• MATLAB版本: R2018b或更新版本
• 必要工具箱: Signal Processing Toolbox, Image Processing Toolbox

文件说明

主控程序整合了系统的核心工作流程，包含模型数据加载与验证、有限差分计算框架调度、波动方程数值求解器调用、地震记录合成与质量检验、多模态结果显示与导出等关键功能模块，实现了从参数输入到结果输出的完整自动化处理链。