مقايسه نتايج توموگرافي امواج سطحي با استفاده از منظم‌سازي تيخونوف مرتبه اول و روش يانوسكايا-ديتمار 1990

Comparison of surface wave tomography results using the first order Tikhonov regularization and Yanovskaya-Ditmar (1990) method

توموگرافي امواج سطحي يك روش كارآمد براي تخمين تغييرات جانبي سرعت فاز و گروه مي‌باشد. از اين رو، روش‌هاي متنوعي براي دست‌يابي به اين هدف به‌كار گرفته شده است. در اين مطالعه ما با استفاده از موقعيت داده‌هاي واقعي، شامل سرعت فاز امواج ريلي زلزله‌هاي دورلرز ثبت شده در ايستگاه‌هاي باند پهن موجود در ايران به بررسي نتايج حاصل از توموگرافي يانوسكايا و ديتمار (1990) و روش وارون‌سازي تيخونوف مرتبه اول مي‌پردازيم. در ابتدا با استفاده از مدل مصنوعي آزمايش شطرنجي با فواصل شبكه‌بندي متفاوت، توانمندي اين دو روش در بازيابي مدل و قدرت تفكيك جانبي آن‌ها در دو حالت عدم وجود نوفه و 3% نوفه تصادفي اضافه شده به داده تخمين زده مي‌شود. در نهايت با استفاده از داده‌هاي واقعي، نتايج توموگرافي سرعت فاز حاصل از هر دو روش براي دوره تناوب 30 ثانيه به‌دست مي‌آيد. هدف اصلي اين مطالعه نشان دادن اثر استفاده از روش‌هاي وارون‌سازي مختلف در بازيابي نتايج وارون‌سازي مي‌باشد. توموگرافي امواج سطحي يك روش كارآمد براي تخمين تغييرات جانبي سرعت فاز و گروه مي‌باشد. از اين رو، روش‌هاي متنوعي براي دست‌يابي به اين هدف به‌كار گرفته شده است. در اين مطالعه ما با استفاده از موقعيت داده‌هاي واقعي، شامل سرعت فاز امواج ريلي زلزله‌هاي دورلرز ثبت شده در ايستگاه‌هاي باند پهن موجود در ايران به بررسي نتايج حاصل از توموگرافي يانوسكايا و ديتمار (1990) و روش وارون‌سازي تيخونوف مرتبه اول مي‌پردازيم. در ابتدا با استفاده از مدل مصنوعي آزمايش شطرنجي با فواصل شبكه‌بندي متفاوت، توانمندي اين دو روش در بازيابي مدل و قدرت تفكيك جانبي آن‌ها در دو حالت عدم وجود نوفه و 3% نوفه تصادفي اضافه شده به داده تخمين زده مي‌شود. در نهايت با استفاده از داده‌هاي واقعي، نتايج توموگرافي سرعت فاز حاصل از هر دو روش براي دوره تناوب 30 ثانيه به‌دست مي‌آيد. هدف اصلي اين مطالعه نشان دادن اثر استفاده از روش‌هاي وارون‌سازي مختلف در بازيابي نتايج وارون‌سازي مي‌باشد.

Two-dimensional (2-D) surface wave tomography is one of the most practical approach to reveal the lateral variation of phase/group velocity. Hence, various methods have been introduced to attain the more accurate images. In this paper, we compare two different tomography methods (Tikhonov regularization method and Yanovskaya-Ditmar method) and try to show their advantages and drawbacks resulted from their basic assumptions. We first investigate the lateral resolution capability of the methods using the synthetic checkerboard test in cases of noise free and noise level of 3%. Synthetic models are considered with different grid spacings of 0.5˚×0.5˚, 1˚×1˚ and 2˚×2˚. Then, they were applied on real data containing phase velocity obtained from the teleseismic Rayleigh waves recorded at broad band stations located in Iran at the period of 30 s. A comparison of the results obtained from the Tikhonov regularization and Yanoskaya- Ditmar methods shows that the former method has a better lateral resolution than the latter method.