وارون زمان رسيد امواج لرزه‌اي براي تخمين مدل سرعت به كمك تركيب منظم سازهاي تيخنوف و تغييرات كلي

Seismic travel time inversion for velocity model estimation using combination of Tikhonov and total variation regularizations

روش هاي وارون براي حل مسايل در شاخه‌هاي علمي مختلفي بكار برده مي شوند؛ اما شرايط حاكم بر داده‌هاي ژيوفيزيكي استفاده از اين روش‌ها را پيچيده مي‌كند. اين شرايط را مي‌توان به تكرار ناپذيري برداشت داده‌هاي ژيوفيزيكي به علت هزينه‌هاي بالاي عمليات و نيز تاثيري كه گسسته سازي روي حل مسيله اعمال مي‌نمايد، دانست. به ‌طور كلي مسايل وارون در ژيوفيزيك در زمره مسايل بد وضع دسته‌بندي مي شوند. اين بدان معناست كه براي انتخاب پاسخ مناسب منظم-سازي و اعمال شرايطي منطبق با اصول فيزيكي حاكم بر مسيله لازم است. تخمين مدل سرعت از وارون زمان رسيد امواج لرزه اي از جمله اين مسايل در لرزه‌شناسي است. منظم ساز تيخنوف و منظم ساز تغييرات كلي از جمله روش‌هاي مرسوم براي حل اين‌گونه مسايل هستند. روش اول توانمندي بالايي در بازسازي سيگنال‌هاي هموار دارد؛ ولي ناپيوستگي ها و لبه هاي سيگنال را به‌ خوبي بازيافت نمي‌كند. در مقابل روش دوم به‌ خوبي قادر به بازسازي لبه هاي سيگنال است؛ ولي بخش هاي هموار را دچار اعوجاج مي‌كند. در اين مقاله يك روش منظم سازي بر اساس تركيب روش-هاي حل تيخنوف درجه دوم و تغييرات كلي بيان مي‌شود. در اين مطالعه براي تخمين مدل سرعت از زمان رسيد امواج لرزه اي در پروفيل لرزه اي قايم توانمندي روش هاي منظم ساز مرسوم با روش تركيبي روي مدل هاي مصنوعي مقايسه مي‌شود. نتايج اعمال روش ها روي مدل هاي سرعت حاوي لبه و بخش هموار، حاكي از رفع كاستي هاي دو روش مرسوم توسط روش تركيبي است. علاوه بر آن سه روش فوق در وارون زمان رسيد امواج ثبت شده در پروفيل لرزه اي قايم (VSP) واقعي نيز اعمال و نتايج به دست آمده با هم مقايسه و مورد بحث قرار مي‌گيرد.

A variety of methods has been presented to invert arrival time of seismic waves for velocity distribution over the survey area. In real world, the velocity distribution model consists of blocky structures as well as smooth varying parts. In such cases, implementation of Tikhonov regularization will recover the smooth varying portion of the velocity model; while the Total Variation (TV) regularization is capable of recovering the blocky varying parts of the velocity model. In this research, a technique for solving inverse problems based on a combination of second order Tikhonov and TV regularizations is proposed. The methods are tested on both synthetic and real arrival times and the results are presented.