一种三维全波形反演能量加权梯度预处理方法与流程

技术特征：

1.一种三维全波形反演能量加权梯度预处理方法，其特征在于包括：

(1)三维高精度有限差分正演模拟

第一，根据初始速度的道头信息确定三维正演模拟的观测系统，主要确定炮检波点的位置；第二，根据初始速度的最大最小值求取满足有限差分数值模拟差分稳定性和频散关系的三维正演模拟参数；第三，引入完全匹配层边界条件，确定其需要的参数，用于消除正演模拟的边界反射干扰；第四，用时间二阶空间十阶有限差分方法进行三维正演模拟，存储边界波场用于波场重建，并计算存储到达每个速度网格点振幅最大值；

(2)源波场重建及误差波场逆时传播求取梯度

正演模拟得到的模拟炮集与实际观测炮集对应做差求取残差波场，读取步骤(1)中存储的边界波场作为边界条件用时间二阶空间十阶有限差分方法进行源波场重建，源波场重建的同时进行残差波场逆时传播；根据式(1)的伴随状态法进行梯度计算，将源波场重建的波场与残差波场逆时传播得到的波场对应时刻进行零延迟互相关得到梯度算子；

其中E为目标函数，表示梯度，m为模型参数，v表示各网格点的速度值，x_s表示震源点的位置，x表示各网格点的位置，t表示每个时间步，T表示最大时间步，为源波场关于时间的二阶偏导数，q为以残差波场为震源的逆时反传波场；

(3)能量加权梯度预处理

读取存储的波场到达每个速度网格点能量的最大值，进而求取每点能量的最大值，波场到达每个速度网格点能量的最大值即初至波的能量值，表征的是波传播球面波几何扩散的过程，用此对梯度进行预处理，得到能量加权梯度算子；

(4)求取合适步长迭代更新速度

首先给一个试探步长，再用Armijo条件的一维线搜索方法求取合适的步长作用于能量加权梯度算子对速度进行迭代更新。

2.如权利要求1所述的一种三维全波形反演能量加权梯度预处理方法，其特征在于：

步骤(2)中源波场重建的同时进行残差波场逆时传播，根据式(1)的伴随状态法进行梯度计算，将源波场重建的波场与残差波场逆时传播得到的波场对应时刻进行零延迟互相关得到梯度算子；

其中E为目标函数，表示梯度，m为模型参数，v表示各网格点的速度值，x_s表示震源点的位置，x表示各网格点的位置，t表示每个时间步，T表示最大时间步，为源波场关于时间的二阶偏导数，q为以残差波场为震源的逆时反传波场。

3.如权利要求2所述的一种三维全波形反演能量加权梯度预处理方法，其特征在于：

步骤(3)能量加权梯度预处理

读取存储的波场到达每个速度网格点能量的最大值，即进而求取每点能量的最大值为得到能量加权梯度算子：

其中，表示能量加权梯度算子。