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Elastische Full-Waveform-Inversion im Zeitbereich D. Köhn und T. Bohlen TU Bergakademie Freiberg, Institut für Geophysik 67. Jahrestagung der Deutschen.

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Präsentation zum Thema: "Elastische Full-Waveform-Inversion im Zeitbereich D. Köhn und T. Bohlen TU Bergakademie Freiberg, Institut für Geophysik 67. Jahrestagung der Deutschen."—  Präsentation transkript:

1 Elastische Full-Waveform-Inversion im Zeitbereich D. Köhn und T. Bohlen TU Bergakademie Freiberg, Institut für Geophysik 67. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft 26. – 29. März 2007 in Aachen

2 Elastische Full-Waveform-Inversion im Zeitbereich 1.Einleitung 2.Full-Waveform-Inversion 3. Anwendungsbeispiel: Zufallsmedium 4. Ausblick

3 1. Einleitung

4 Vorwärtsmodellierung von seismischen Daten Verteilung der elastischen Materialparameter im Untergrund: Approximation der elastischen Wellengleichung durch Finite-Differenzen Synthetische seismische Sektion

5 Inversion von seismischen Daten Bestimme optimales Untergrundmodell aus gemessener seismischer Sektion Probleme: 1. Wie erkennt man ein optimales Modell ? 2. Wie findet man ein optimales Modelll ? gemessene seismische Sektion

6 1. Woran erkennt man ein optimales Modell ? gemessene Daten modellierte Daten Datenresiduen: Ziel: Minimiere Objektfunktion:

7 2. Wie findet man ein optimales Modell ?... durch Wellenform-Inversion Ansatz: Modellverbesserung durch ein Gradientenverfahren Bestimmung des Gradienten durch 2 Vorwärtsmodellierungen Tarantola, A., 1986, A strategy for nonlinear elastic inversion of seismic reflection data. Geophysics, 51, Pratt, R. G., Shin, C.S. and Hicks, G.J. 1998, Gauss-Newton and full Newton methods in frequency-space seismic waveform inversion. Geophys. J. Internat., 133, p = ( )

8 2. Full-Waveform Inversion im Zeitbereich

9 Quell Linie 20 m Vp = 1700 m/s VSP Geometrie mit kugelförmiger Niedriggeschwindigkeitszone Empfänger Linie Vp1= 2000 m/s

10 Synthetische Druck Seismograme

11 Wähle Start Modell Vp=2000 m/s

12 Berechnung des Gradienten

13 1. Vorwärtsmodellierung

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22 2. Berechne Residuen Beobachtungen Vorwärtsmodell

23 2. Berechne Residuen Daten Residuen

24 3. Rückpropagation der Residuen Einspeisung der Residuen als Quellen an den Empfängerpositionen

25 3. Rückpropagation der Residuen

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32 4. Kreuzkorrelation der Wellenfelder Vorwärtsmodelliertes Wellenfeld Rückpropagiertes Residualfeld

33 4. Kreuzkorrelation der Wellenfelder

34 5. Summation aller X-Korrelationen Shot 1 Shot Shot 40 Shot 80

35 5. Summation aller X-Korrelationen

36 5. Update P-Wellengeschwindigkeit vp[m/s]

37 Vergleich mit dem wahren Modell vp[m/s] 1. Iterationsschritt

38 Vergleich mit dem wahren Modell vp[m/s] 2. Iterationsschritt

39 Vergleich mit dem wahren Modell vp[m/s] 3. Iterationsschritt

40 Vergleich mit dem wahren Modell vp[m/s] 4. Iterationsschritt

41 3. Anwendungsbeispiel: Zufallsmedium

42 Zufallsmedium: Homogenes Startmodell

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44 Nichtlineares Problem !!!!!!!!!

45 Startmodell: Mediangefiltertes Originalmodell

46 Rechenzeit

47 36 h Rechenzeit 1 h Rechenzeit

48 1.Anwendung auf reale Daten 2.Erweiterung auf den 3D Fall 3. Erweiterung auf die viskoelastische Wellengleichung Ausblick

49 A Seismogramm-Vergleich Zufallsmedium

50 Seismogramm-Vergleich: Startmodell

51 Seismogramm-Vergleich: TDFWI nach 10 Iterationen

52 Seismogramm-Vergleich: Wahres Modell

53 B Zufallsmedium

54 Zufallsmedium: = 8 % = 1.5 a = 20 m Karmannsche Autokovarianz Funktion


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