Uma Abordagem de Deep Learning para Inversão Completa de Forma de Onda: Capítulo 1 Conceitos Básicos

Este capítulo apresenta os conceitos básicos de avanço e inversão, incluindo onda, avanço e inversão, apenas para treinamento interno.

1.1 Classificação das ondas

As ondas são a base do avanço sísmico e da inversão.

A onda longitudinal também é chamada de onda P , que se refere à onda cuja direção de vibração das partículas é paralela à direção de propagação da onda.Em terremotos naturais, a velocidade da onda P é mais rápida.
Ondas de cisalhamento , também conhecidas como ondas S , referem-se a ondas em que a direção de vibração da partícula é perpendicular à direção de propagação da onda. Em terremotos naturais, a velocidade da onda S é mais lenta, mas sua força destrutiva é mais forte. se propaga em sólidos.
As ondas sonoras são ondas longitudinais, geralmente analisadas como a onda mais simples.
Onda de superfície A onda de superfície é um tipo de onda sísmica, propaga-se principalmente na superfície, tem a maior energia e a velocidade da onda é de cerca de 3,8 km/s, que é menor que a da onda corporal e geralmente é registrada por último. a velocidade de propagação da onda é menor do que a onda de cisalhamento, então ela segue o Back.A onda de superfície tem um grande efeito de interferência na análise do terremoto.

1.2 Seien

Definição 1.1 O problema direto refere-se à previsão de resultados de observação de algumas condições específicas conhecidas de acordo com alguns princípios ou modelos físicos gerais.
Tome dados sísmicos como exemplo:

Princípios físicos incluindo a equação de onda, etc.;
Os modelos incluem modelos de velocidade, etc.;
Os dados incluem formações geológicas, velocidades de propagação, etc.;
Os resultados da observação incluem dados sísmicos, etc.

1.3 Inversão

Definição 1.2 O problema de inversão (problema de inversão) refere-se à resolução dos parâmetros do modelo de acordo com os resultados da observação. A
inversão pode ser considerada como o problema inverso da modelagem direta.
Tomando dados sísmicos como exemplo, a inversão é o processo de CT para a terra, e o objetivo é obter a estrutura do subsolo, para comprovar as reservas de petróleo, gás natural e metais.

1.4 Inversão completa da forma de onda

Definição 1.3 Full Wavelength Inversion (Full Wavelength Inversion, FWI) refere-se ao processo de obtenção direta dos parâmetros do modelo a partir dos resultados da observação. A
inversão convencional é dividida em mais de uma dúzia de procedimentos. A vantagem é que uma série de resultados intermediários com significado físico pode ser obtido; a desvantagem é que é demorado e trabalhoso, e cada processo precisa introduzir suposições correspondentes, o que pode levar a grandes desvios. Isso é semelhante ao jogo de boatos, da primeira pessoa para dez pessoas, o resultado pode ser ultrajante. A inversão completa da forma de onda não
precisa Os resultados intermediários obtêm diretamente os parâmetros do modelo. A vantagem é que as suposições são minimizadas e a desvantagem é que o processo intermediário carece de explicação física. A resolução dos resultados obtidos atuais não pode atender as necessidades de aplicações práticas.Este é o significado de nossa pesquisa sobre ele.

1.5 Campos de aplicação da inversão completa da forma de onda

Incluindo, mas não limitado a [1]:

Exploração de energia subterrânea, incluindo exploração de petróleo, gás natural, gelo combustível, etc.
$_2$ no ar $_2$ na atmosferaconteúdo, contra o efeito estufa, assunto que preocupa muito o mundo atual e está relacionado com a sobrevivência do ser humano.
Estimar as vias de transporte de poluentes subterrâneos, a propagação de substâncias nocivas descarregadas no solo e na água.Esta é uma preocupação da engenharia ambiental.
Os sistemas de alerta precoce para terremotos naturais (sistemas de alerta precoce de terremoto para fornecer alertas críticos) detectam terremotos naturais o mais cedo possível e fornecem alertas precoces aos humanos. já estão em uso e os telefones celulares Huawei fornecem esse sistema, o tempo de aviso é proporcional à distância da fonte até a área local.

1.6 Histórico de Desenvolvimento

Tecnologia de Inversão Geofísica:

De 1967 a 1970, Backus e Gilbert realizaram pesquisas sobre inversão, que lançaram as bases para a teoria e métodos geofísicos de inversão. Seu método (inversão BG) é baseado em um modelo teórico suave, que é diferente das características geológicas reais do subsolo. exatamente corresponder;
Em 1972, Wiggins e Jackson propuseram sucessivamente a inversão do modelo discreto correspondente ao modelo de inversão BG;
Em 1990, Seymour et al propuseram usar os dados de perfilagem acústica dos poços passados pela seção sísmica como uma restrição para obter a impedância acústica, o que fez com que a inversão sísmica entrasse em um novo estágio e fosse totalmente aplicada.

Tecnologia de inversão de forma de onda completa:

Em 1984, Tarantola propôs uma inversão completa da forma de onda no domínio do tempo baseada em mínimos quadrados generalizados.

link de referência

referências

[1] Peng Jin, Xitong Zhang, Yinpeng Chen, Sharon Xiaolei Huang, Zicheng Liu e Youzuo Lin, Aprendizado não supervisionado de inversão de forma de onda completa: conectando cnn e equação diferencial parcial em um loop, ICLR 2021. https://blog.csdn .net/minfanphd/article/details/127995185
[2] Yang Qinyong, Hu Guanghui, Wang Lixin. Status da pesquisa e tendência de desenvolvimento da inversão completa da forma de onda. Petroleum Geophysical Prospecting, 2014 (1): 7–82.