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基于K-support范数改进含噪地震数据全波形反演

地球物理 2023-07-11 v2

摘要

全波形反演(FWI)是一种可实现高分辨率成像的地震数据处理方法。在该方法带来模型空间收敛点高分辨率的反演部分中,局部数值优化算法基于最小二乘形式的范数最小化目标函数。由于范数对离群值和噪声敏感,该方法常导致不准确的成像结果。因此,提出一种具有更实用松弛形式的新正则化形式,以解决使用范数导致的过拟合缺陷,即K-support范数,其具有更合理且更紧的约束形式。与最小化范数的最小二乘方法不同,我们的K-support约束结合了范数和范数。然后,采用二次罚函数法将非线性问题线性化以减轻计算负担。本文引入K-support范数的概念,并将该方案与二次罚问题结合,以提高对背景噪声的收敛性和鲁棒性。在数值示例中,通过与传统范数在含噪数据集上的比较,测试了两个合成模型以阐明K-support范数的有效性。实验结果表明,基于新正则化形式的改进FWI有效提高了反演精度和稳定性,即使在低信噪比(SNR)数据下也显著增强了深度反演的横向分辨率。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.07074,
  title  = {Improved full-waveform inversion for seismic data in the presence of noise based on the K-support norm},
  author = {Jiahang Li and Hitoshi Mikada and Junichi Takekawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07074},
  year   = {2023}
}

备注

54 pages, 21 figures