[发明专利]多模式瑞雷波频散曲线并行联合反演方法

权利要求书

1.一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、对实际采集的地震记录做二维傅里叶变换，将地震记录从x-t域转换到f-k域；然后依据k＝f/v生成f-v频谱能量图，对其能量峰值进行识别，得到实测瑞雷波频散曲线f-v^o_Rij，v^o_Rij是实测频散曲线，其中i＝1,2,…N，N是实测相速度的个数，j＝1,2,…M，M是拾取的瑞雷波频散曲线的阶数；

步骤二、证明频散曲线与各阶综合灵敏度关系，频散曲线与各阶综合灵敏度的最高值相对应；

步骤三、基于步骤二的结论，对步骤一所求取的实测瑞雷波频散曲线f-v^o_Rij，设计反演个体目标函数Φ；

步骤四、基于步骤三反演个体目标函数利用阻尼最小二乘法进行迭代优化，并记迭代次数T＝1，其参数修正量求取公式为：

其中，I是单位矩阵，x₀是反演初始模型参数，μ是阻尼因子，本实施例设其初始值为1，A是雅格比矩阵，通过步骤二灵敏度公式求取；

基于上述求得的参数修正量Δx，利用最速下降法求取参数最优修正步长λ；求取最优修正步长λ后，按照这个公式更新模型x，

则当前所选个体参数为x＝x₀+λΔx，并令T＝T+1；

步骤五、基于步骤四所产生的新模型，重复步骤三、四，直至达到事先设定的迭代次数T，输出地层模型反演结果x。

2.根据权利要求1所述的一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：所述步骤一中，从x-t域转换到f-k域的求取公式为：

其中，f是频率，u(x，t)是x-t域地震记录；

其中，k是波数，U(f，k)是f-k域地震记录。

3.根据权利要求2所述的一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：所述步骤二的具体步骤为，

计算地层模型各层横波速度v_Sk对于某j阶频散曲线的敏感度；

定义综合灵敏度函数，即对相同阶Sv_Sk(f，j)进行求和；

根据上式计算的各阶频散综合灵敏度曲线与频谱能量图的对比，证明频散曲线与各阶综合灵敏度的最高值相对应。

4.根据权利要求3所述的一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：所述步骤二中，敏感度求取公式为：

其中Sv_Sk(f，j)为第k层横波速度v_Sk在频率f时计算的第j阶频散灵敏度，c(f，j)是频率f时计算的第j阶瑞雷波相速度，α为差商因子。

5.根据权利要求4所述的一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：所述相同阶Sv_Sk(f，j)进行求和公式为

其中，k＝1,2,…L，L是地层模型的层数。

6.根据权利要求5所述的一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：所述步骤三中的求取公式为：

其中，v^o_Rij是实测瑞雷波相速度，v^c_Rij是反演的理论相速度值。

7.根据权利要求6所述的一种瑞雷波多模式频散曲线并行反演方法，其特征在于：所述步骤四找那个参数最优修正步长λ的求取公式为：

式中，g_i＝(A^TA+μI)Δx_i。