地震波走时层析成像原理

资 源 简 介

地震波走时层析成像原理

详 情 说 明

地震波走时层析成像是一种基于地震波传播时间数据重建地下介质速度结构的成像技术。其核心原理类似于医学CT扫描，通过分析不同路径的地震波走时信息来反演地下速度分布。

基本原理可分为三个关键环节： 数据采集阶段：通过人工震源或天然地震事件激发地震波，在多个接收点记录P波/S波的初至时间。这些走时数据包含波传播路径上的速度结构信息。

正演建模阶段：将地下介质离散化为速度网格单元，基于射线追踪或波前追踪方法计算理论走时。常用方法包括最短路径射线追踪和弯曲射线追踪算法。

反演计算阶段：通过最小二乘等优化算法迭代调整速度模型，使理论走时与实际观测走时的残差最小化。为提高反演稳定性，通常需要加入正则化约束条件。

透射波速度反演程序通常包含以下处理模块：数据预处理（走时拾取与校正）、初始模型构建、射线路径计算、雅可比矩阵生成、线性方程组求解以及模型更新。现代实现中还会加入各向异性校正、分辨率分析等功能。

该技术在油气勘探、地壳结构研究及工程勘察领域有重要应用，其分辨率取决于射线覆盖密度和走时数据的精度。随着全波形反演技术的发展，走时层析成像仍然因其计算效率高而保持实用价值。