وارون زمان رسيد امواج لرزه اي 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 مسائل در شاخه هاي علمي مختلفي بكار برده مي شوند؛ اما شرايط حاكم بر داده هاي ژئوفيزيكي استفاده از اين روش ها را پيچيده مي كند. اين شرايط را مي توان به تكرار ناپذيري برداشت داده هاي ژئوفيزيكي به علت هزينه هاي بالاي عمليات و نيز تاثيري كه گسسته سازي روي حل مسئله اعمال مي نمايد، دانست. به طور كلي مسائل وارون در ژئوفيزيك در زمره مسائل بد وضع دسته بندي مي شوند. اين بدان معناست كه براي انتخاب پاسخ مناسب منظم سازي و اعمال شرايطي منطبق با اصول فيزيكي حاكم بر مسئله لازم است. تخمين مدل سرعت از وارون زمان رسيد امواج لرزه اي از جمله اين مسائل در لرزه شناسي است. منظم ساز تيخنوف و منظم ساز تغييرات كلي از جمله روش هاي مرسوم براي حل اين گونه مسائل هستند. روش اول توانمندي بالايي در بازسازي سيگنال هاي هموار دارد؛ ولي ناپيوستگي ها و لبه هاي سيگنال را به خوبي بازيافت نمي كند. در مقابل روش دوم به خوبي قادر به بازسازي لبه هاي سيگنال است؛ ولي بخش هاي هموار را دچار اعوجاج مي كند. در اين مقاله يك روش منظم سازي بر اساس تركيب روش هاي حل تيخنوف درجه دوم و تغييرات كلي بيان مي شود. در اين مطالعه براي تخمين مدل سرعت از زمان رسيد امواج لرزه اي در پروفيل لرزه اي قائم توانمندي روش هاي منظم ساز مرسوم با روش تركيبي روي مدل هاي مصنوعي مقايسه مي شود. 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 قائم (VSP) واقعي نيز اعمال و نتايج به دست آمده با هم مقايسه و مورد بحث قرار مي گيرد.

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.