多炮多尺度频率域波形反演及其GPU快速计算

针对山前带，盐下，高陡构造等复杂地质体波动方程深度偏移对精确速度模型的需要，本课题将开展频率域波形反演速度建模计算中的相关问题研究及加速计算工作，其中包括：深化频率域多尺度计算方式研究，寻找频率域多尺度计算中频率尺度的选择与数据品质，反演空间参数关系的理论依据和试验结论，简化多尺度参数选择；发展基于相位编码多炮反演计算方法，开展线性相位编码，随机相位编码，Chrip相位编码在波形反演上的应用研究，减少反演计算量；开发基于GPU/CPU平台的多尺度波形反演多核并行计算程序，研究集群式协同双层并行模式，加速波形反演计算；应用逆时偏移对反演结果测试分析。通过上述研究，推动频率域波形反演在资源勘探尺度下的高精度快速计算，辅助完成深度偏移建模，实现复杂构造的精确成像。

本项研究主要针对复杂地质体的建模展开，进行频率域波形反演的基本论文和计算方法展开，目标为通过基础理论研究，加深对频率域波形反演的可应用性的认识，而通过主要的计算研究，则可以推动频率域波形反演到向工业化尺度应用。在基本理论方面，一方面进行了频率域正演高阶差分方法的推导和计算，通过频散曲线的对比，验证了15点，25点公式等对于9点差分公式的计算精度有明显提高；另外一方面进行了频率域多尺度计算的研究，时间域波形反演具有天然的多尺度性，而频率域波形反演极易陷落于局部最小，为此，本项目开展了频率域迭代，从低频到高频的依次计算方式，有效的避免了反演的局部最小问题。在频率域波形反演方面计算方面，本课题主要进行了GPU计算研究，根据波形反演的特点，选择了时间域正演，频率域反演的计算流程，有效的避免了大矩阵的求逆计算，大幅度提高了波形反演的计算流程。为了深化深度建模的研究，本课题也开展了重震联合反演的研究工作，其中扩展了新的重磁数据反演方法和GPU应用研究，将GPU计算在地球物理计算中推广开来。在项目的支持下，共发表SCI论文6篇，其中负责人第一作者论文5篇，国际SCI论文3篇，参加国际会议1次，发表国际会议论文1篇。. 综上所述，项目完成了预定目标，完满的完成了课题任务。