Advancing attenuation estimation through integration of the Hessian in multiparameter viscoacoustic full-Waveform inversion

黑森矩阵 衰减 反演(地质) 波形 地质学 地震学 数学 计算机科学 应用数学 物理 电信 光学 雷达 构造学
作者
Guangchi Xing,Tieyuan Zhu
出处
期刊:Geophysics [Society of Exploration Geophysicists]
卷期号:89 (5): R429-R442
标识
DOI:10.1190/geo2023-0634.1
摘要

Accurate seismic attenuation models of subsurface structures not only enhance subsequent migration processes by improving fidelity, resolution, and facilitating amplitude-compliant angle gather generation but also provide valuable constraints on subsurface physical properties. Leveraging full-wavefield information, multiparameter viscoacoustic full-waveform inversion ( Q-FWI) simultaneously estimates seismic velocity and attenuation ( Q) models. However, a major challenge in Q-FWI is the contamination of crosstalk artifacts, where inaccuracies in the velocity model are mistakenly mapped to the inverted attenuation model. While incorporating the Hessian is expected to mitigate these artifacts, the explicit implementation is prohibitively expensive due to its formidable computational cost. In this study, we formulate and develop a Q-FWI algorithm via the Newton-conjugate gradient (CG) framework, where the search direction at each iteration is determined through an internal CG loop. In particular, the Hessian is integrated into each CG step in a matrix-free fashion using the second-order adjoint-state method. We find through synthetic experiments that our Newton-CG Q-FWI significantly mitigates crosstalk artifacts compared with the limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno method and the CG method, albeit with a notable computational cost. In the discussion of several key implementation details, we also determine the significance of the approximate Gauss-Newton Hessian, the second-order adjoint-state method, and the two-stage inversion strategy.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
慕暖发布了新的文献求助30
1秒前
志哥发布了新的文献求助10
1秒前
bonjour发布了新的文献求助10
2秒前
Lijunjie发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
黑黑黑发布了新的文献求助10
4秒前
丰富梦容发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
fighting发布了新的文献求助10
9秒前
Singularity应助ya采纳,获得10
9秒前
lyx发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
胡桃完成签到,获得积分20
13秒前
wanfeng发布了新的文献求助10
14秒前
兔子吃胡萝卜完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
20秒前
20秒前
Jasper应助JIE采纳,获得10
21秒前
黑黑黑发布了新的文献求助30
21秒前
执着的海冬完成签到,获得积分10
23秒前
sun完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
思源应助丰富梦容采纳,获得10
25秒前
fighting完成签到,获得积分10
25秒前
失眠的问梅完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
聖璕完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
NeilGu发布了新的文献求助10
27秒前
Mikaelson完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
孤山庙一霸完成签到,获得积分10
31秒前
寂寞的威完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
科研通AI2S应助胡桃采纳,获得10
34秒前
wanfeng发布了新的文献求助10
34秒前
高分求助中
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集 大事记1949-1987 2000
TM 5-855-1(Fundamentals of protective design for conventional weapons) 1000
草地生态学 880
Threaded Harmony: A Sustainable Approach to Fashion 799
Basic Modern Theory of Linear Complex Analytic 𝑞-Difference Equations 510
Queer Politics in Times of New Authoritarianisms: Popular Culture in South Asia 500
Livre et militantisme : La Cité éditeur 1958-1967 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3058813
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2714822
关于积分的说明 7442467
捐赠科研通 2360145
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1250625
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 607487
版权声明 596432