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具有可调稀疏度水平的面波数据剪切波速度剖面重建

地球物理 2021-02-25 v1 数值分析 数值分析

摘要

面波频散曲线分析是推断剪切波速度垂直分布的一种方法。其适用范围极广,例如从地震学研究到岩土工程表征和勘探地球物理。然而,频散曲线的反演是严重不适定的,且在开发有效正则化策略方面仅付出了有限努力。特别是,即使这与所研究目标的预期特征相矛盾,通常仍使用相对简单的平滑正则化项。为解决此问题,可采用随机方法,但其计算代价过高而不具实用性,至少对于大规模勘测而言如此。相反,在确定性框架内,我们评估了一种能够提供具有可调稀疏度水平重建结果的正则化子的适用性。该可调稳定子基于最小支撑正则化,此前已应用于其他类型的地球物理测量,但从未用于面波数据。我们在以下数据上证明了该稳定子的有效性:i)两个公开的基准数据集,分别对应于地壳和近地表尺度;ii)在一个特征明确场地上采集的实验数据集。此外,我们讨论了一种用于估计探测深度的可能策略。该策略依赖于用于反演且针对各传播模式计算的积分灵敏度核。而且,我们讨论了该特定探测深度估计直接解释(尤其是在存在尖锐边界重建时)的可靠性与可能的注意事项。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.12431,
  title  = {Reconstruction, with tunable sparsity levels, of shear-wave velocity profiles from surface wave data},
  author = {Giulio Vignoli and Julien Guillemoteau and Jeniffer Barreto and Matteo Rossi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.12431},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication by Geophysical Journal International