[发明专利]一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法

权利要求书

1.一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对原始地震数据进行预处理；

2)在预处理后的地震数据炮记录上进行初至拾取，获得初至走时；

3)根据地下先验信息建立初始表层速度模型，并设定反演参数；

4)根据拾取的初至走时和初始表层速度模型采用改进的SIRT法进行地震走时层析成像，获得最终表层速度模型。

2.根据权利要求1所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤1)中，预处理具体内包括非破坏走时的去噪和反褶积处理。

3.根据权利要求1所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤4)具体包括以下步骤：

41)在当前表层速度模型上进行射线追踪获取理论合成的初至走时以及射线路径；

42)判断理论合成的初至走时与拾取的初至走时是否匹配，若是，则将当前表层速度模型作为最终表层速度模型，若否，则执行以下步骤；

43)逐个读取每一个炮检对所对应的射线路径，并与该路径对应的走时残差相乘；

44)计算得到改进的SIRT法模型更新公式中的变量值；

45)利用解析公式计算模型更新量后更新当前表层速度模型；

46)重复步骤41-45)，直到获得匹配的最终表层速度模型。

4.根据权利要求3所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤41)中，在当前表层速度模型上进行射线追踪获取理论合成的初至走时以及射线路径后，将射线路径保存在硬盘上。

5.根据权利要求3所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤41)具体包括以下步骤：

411)在当前表层速度模型网格剖分的网格边界上设定多个关键点；

412)自激发点开始以矩形为波前，按惠更斯原理逐层向外扩展，直至扫描完整个模型空间，再由外向里收缩，直至扫描到激发点，重复该扩展和收缩过程直至模型空间的最小旅行时场不变为止；

413)检波点处的初至波到达时即为理论合成的初至走时。

6.根据权利要求5所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤411)中，在扩展或收缩过程中，次级源来自于两个关键点之间，两个关键点之间的走时通过线性插值得到。

7.根据权利要求3所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤44)中，计算每一个炮检对所对应的射线路径与该炮检对所对应的走时残差相乘，然后沿着所有炮检对累加求和，得到模型更新公式中的分子L^TΔt，其表达式为：

其中，l_ij为第i个炮检对对应的射线路径在第j个模型单元中的长度，Δt_i为第i个炮检对对应的走时残差，m为炮检对的个数，n为模型未知数的个数。

8.根据权利要求7所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤44)中，计算每一个炮检对所对应的射线路径的元素平方向量，然后沿着所有炮检对累加求和，得到模型更新公式中的分母H，其表达式为：

9.根据权利要求8所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，所述的步骤45)中，第j个模型单元的慢度更新量Δs_j的解析表达式为：

其中，(L^TΔt)_j为分子向量L^TΔt的第j个元素，H_j为分母向量H的第j个元素。

10.根据权利要求1所述的一种改进的SIRT法射线走时层析成像方法，其特征在于，实现该成像方法的成像装置包括：

数据采集器：用以采集地震波信号作为原始地震数据，并对原始地震数据进行非破坏走时的预处理；

输入设备：用以根据地下先验信息建立初始速度模型；

处理器：用以接收数据采集器预处理后的地震数据，在地震数据炮记录上进行初至拾取，以获得拾取的初至走时，获得理论合成的初至走时及射线路径，对理论合成的初至走时和拾取的初至走时进行匹配判断，并获得改进的SIRT法模型更新量的解析表达式，更新当前表层速度模型。