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논문 상세정보

2차원 중합전 일반화된-막 구조보정

2D Prestack Generalized-screen Migration

초록

위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정은 주파수-파수, 주파수-공간 영역에서 단방향 파동방정식을 이용하여 빠른 계산 속도로 수평적 속도변화를 고려할 수 있는 구조보정이다. 일반화된-막(generalized-screen) 구조보정은 주파수-파수영역에서 수직전파를 가정하는 위의 두 구조보정과는 달리 수직전파를 가정하지 않고, 지수함수의 무한급수 전개를 이용한다. 또한 수직느리기항의 테일러 급수전개를 일반화하여 고차항을 추가함으로써 급격한 속도변화를 갖는 지하구조에서 넓은 각으로 전파하는 파동장에 대한 정확도를 향상시켰다. 이 논문은 다양한 경사와 급격한 속도변화를 포함하는 복잡한 지하구조를 효율적으로 보다 정확하게 영상화하기 위하여 2차원 일반화된-막 구조보정에 대하여 연구하였다. 일정한 미소변량(constant perturbation)을 갖는 매질과 SEG/EAGE 암염돔을 모사한 모델에 대하여 일반화된-막 전파자와 위상막 전파자의 전파된 파동장을 비교한 결과, 일반화된-막 전파자가 파동장의 넓은각 전파에 대해 위상막 전파자보다 높은 정확도를 보였다. 또한 일반화된-막 전파자의 차수를 증가시킬수록 넓은 각으로 전파하는 파동장의 정확도가 향상되었다. 큰 수평적 속도변화와 급경사를 갖는 모델과 SEG/EAGE 암염돔 합성 탄성파탐사 자료에 대하여 일반화된-막 구조보정과 위상막 구조보정을 적용한 결과, 일반화된-막 구조보정이 속도변화가 크고 급격한 경사를 갖는 반사면을 보다 정확한 위치에 뚜렷하게 영상화하였다.

Abstract

The phase-screen and the split-step Fourier migrations, which are implemented in both the frequency-wavenumber and frequency-space domains by using one-way scalar wave equation, allow imaging in laterally heterogeneous media with less computing time and efficiency. The generalized-screen migration employs the series expansion of the exponential, unlike the phase-screen and the split-step Fourier migrations which assume the vertical propagation in frequency-wavenumber domain. In addition, since the generalized-screen migration generalizes the series expansion of the vertical slowness, it can utilize higher-order terms of that series expansion. As a result, the generalized-screen migration has higher accuracy in computing the propagation with wide angles than the phase-screen and split-step Fourier migrations for media with large and rapid lateral velocity variations. In this study, we developed a 2D prestack generalized-screen migration module for imaging a complex subsurface efficiently, which includes various dips and large lateral variations. We compared the generalized-screen propagator with the phase-screen propagator for a constant perturbation model and the SEG/EAGE salt dome model. The generalized-screen propagator was more accurate than the phase-screen propagator in computing the propagation with wide angles. Furthermore, the more the higher-order terms were added for the generalized-screen propagator, the more the accuracy was increased. Finally, we compared the results of the generalizedscreen migration with those of the phase-screen migration for a model which included various dips and large lateral velocity variations and the synthetic data of the SEG/EAGE salt dome model. In the generalized-screen migration section, reflectors were positioned more accurately than in the phase-screen migration section.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반화된-막(generalized-screen) 구조보정
일반화된-막(generalized-screen) 구조보정의 특징은 무엇인가?
주파수-파수영역에서 수직전파를 가정하는 위의 두 구조보정과는 달리 수직전파를 가정하지 않고, 지수함수의 무한급수 전개를 이용한다. 또한 수직느리기항의 테일러 급수전개를 일반화하여 고차항을 추가함으로써 급격한 속도변화를 갖는 지하구조에서 넓은 각으로 전파하는 파동장에 대한 정확도를 향상시켰다.

위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정은 주파수-파수, 주파수-공간 영역에서 단방향 파동방정식을 이용하여 빠른 계산 속도로 수평적 속도변화를 고려할 수 있는 구조보정이다. 일반화된-막(generalized-screen) 구조보정은 주파수-파수영역에서 수직전파를 가정하는 위의 두 구조보정과는 달리 수직전파를 가정하지 않고, 지수함수의 무한급수 전개를 이용한다. 또한 수직느리기항의 테일러 급수전개를 일반화하여 고차항을 추가함으로써 급격한 속도변화를 갖는 지하구조에서 넓은 각으로 전파하는 파동장에 대한 정확도를 향상시켰다. 이 논문은 다양한 경사와 급격한 속도변화를 포함하는 복잡한 지하구조를 효율적으로 보다 정확하게 영상화하기 위하여 2차원 일반화된-막 구조보정에 대하여 연구하였다.

주파수−파수(f−k) 영역에서 수행되는 f−k 구조보정
주파수−파수(f−k) 영역에서 수행되는 f−k 구조보정의 단점은 무엇인가?
수평적 속도변화를 고려할 수 없는 단점

주파수−파수(f−k) 영역에서 수행되는 f−k 구조보정은 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리듬을 사용하여 계산 속도가 빠르고, 파동장의 외삽을 위해 이전 단계 깊이에서의 파동장만을 필요로 하므로 효율적으로 메모리를 사용할 수 있다. 하지만 이러한 위상이동(phase shift) 구조보정(Gazdag, 1978)은 수평적 속도변화를 고려할 수 없는 단점이 있다. PSPI (Phase Shift Plus Interpolation) 구조보정(Gazdag and Sguazzero, 1984)은 여러개의 기준속도로 계산한 파동장을 내삽하여 수평적 속도변화를 고려했지만, 계산 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정
위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정이란 무엇인가?
주파수-파수, 주파수-공간 영역에서 단방향 파동방정식을 이용하여 빠른 계산 속도로 수평적 속도변화를 고려할 수 있는 구조보정

위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정은 주파수-파수, 주파수-공간 영역에서 단방향 파동방정식을 이용하여 빠른 계산 속도로 수평적 속도변화를 고려할 수 있는 구조보정이다. 일반화된-막(generalized-screen) 구조보정은 주파수-파수영역에서 수직전파를 가정하는 위의 두 구조보정과는 달리 수직전파를 가정하지 않고, 지수함수의 무한급수 전개를 이용한다.

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참고문헌 (7)

  1. 1. De Hoop, M. V., Le Rousseau, J. H., and Wu, R.-S., 2000, Generalization of the phase-screen approximation for the scattering of acoustic waves, Wave Motion, 31, pp. 43-70. 
  2. 2. Gazdag, J., 1978, Wave equation migration with the phase-shift method, Geophysics, 43(7), 1342-1351. 
  3. 3. Gazdag, J., and Sguazzero, P., 1984, Migration of seismic data by phase shift plus interpolation, Geophysics, 49(2), 124-131. 
  4. 4. Huang, L.-J., and Wu, R.-S., 1996, Prestack depth migration with acoustic screen propagators, SEG Expanded Abstracts of the 66th Annual meeting, pp. 415-418. 
  5. 5. Le Rousseau, J. H., and De Hoop, M. V., 2001, Modeling and imaging with the scalar generalized-screen algorithms in isotropic media, Geophysics, 66(5), 1551-1568. 
  6. 6. Mittet, R., Sollie, R., and Hokstad, K., 1995, Prestack depth migration with compensation for absorption and dispersion, Geophysics, 60(5), 1485-1494. 
  7. 7. Stoffa, P. L., Fokkema, J. T., de Luna Freire, R. M., and Kessinger, W. P., 1990, Split-step Fourier migration, Geophysics, 55(4), 410-421. 

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