基于改进全变差正则化的GPR多尺度全波形双参数同步反演

发布时间：2024-02-21 08:16

　　针对探地雷达(GPR)双参数全波形反演中电导率反演精度差、双参数存在串扰现象、反演计算量大、易陷入局部极值等问题.作者将具有多参数调节功能的L-BFGS算法引入到GPR时间域全波形反演中,它避免了对Hessian矩阵的直接存储与精确求解,减小了存储量和计算量.结合参数调节因子的选取,有效减小了同步反演时介电常数与电导率的串扰影响,在不降低介电常数反演精度的前提下,提高电导率参数的反演精度.通过在反演目标函数中加载改进全变差正则化方法,提高了反演的稳定性,使目标体边缘轮廓更加清晰.首先以简单模型为例,对比了单尺度反演与多尺度串行反演策略的优劣,说明多尺度串行反演有利于逐步搜索全局最优解;而开展参数调节因子的选取实验,说明合适的参数调节因子可以有效改善介质电导率的反演精度;测试了不同正则化的反演效果,表明改进全变差正则化能提高反演稳定性,显著降低模型重构误差.最后,分别对含噪合成数据和实测数据进行了反演测试,说明本文提出的多尺度、双参数反演具有较强的鲁棒性,能提供更丰富的信息约束,重构图像界面清晰、反演效果好.

【文章页数】：17 页

【部分图文】：

图1(a)模型1的相对介电常数和(b)电导率分布

设置图1所示的模型,模型背景为均匀介质,其相对介电常数和电导率分别为4和3mS·m-1,在该均匀介质中包含了6个字母形状异常体.红色异常体的相对介电常数为8,电导率为10mS·m-1,蓝色异常体的相对介电常数为1,电导率为0.模拟区域的边界设有20个“×”型点源和100个“o....

图2模型1的200MHz中心频率的雷克子波的时域共炮点记录

图1(a)模型1的相对介电常数和(b)电导率分布

图3(a)蓝色短划线是200MHz的原始Ricker子波,黑色实线是80MHz的目标Ricker子波,

图2模型1的200MHz中心频率的雷克子波的时域共炮点记录图4模型1不同尺度策略的反演结果

图4模型1不同尺度策略的反演结果

图3(a)蓝色短划线是200MHz的原始Ricker子波,黑色实线是80MHz的目标Ricker子波,

本文编号：3905232