社団法人 物理探査学会
第126回(平成24年度春季)学術講演会


マルチステージ・グループマーチング法による屈折波と反射波の走時計算および波線追跡

講演要旨(和文)
グループマーチング法は安定かつ高速に走時場を計算できるアイコナル方程式の数値解法である.任意の速度モデルについてグループマーチング法により走時計算すると,反射法ジオメトリの場合には自動的に直達波および屈折波による初動走時が計算される.しかし,反射法の解析において,特定の地層境界からの反射波について往復走時や波線経路を求めたいことが多く,初動走時のみの計算では不十分である.本研究では,反射面に対する下方進行波と上方進行波を二段階に分けて計算する,マルチステージ解法を三次元グループマーチング法に導入し,屈折波と反射波の両方について走時と波線を求めるプログラムを開発した.本手法は,反射波を利用した構造解釈のためのフォワードモデリング,屈折波走時と反射波走時を用いたトモグラフィ,探査レイアウト設計のための反射点分布シミュレーションなどでの利用を想定している.

講演要旨(英文)
We applied a multistage technique to a group marching method (GMM) in order to calculate traveltimes and ray paths for both refractions and reflections. The GMM is a numerical scheme solving an eikonal equation with unconditional stability and computational efficiency. In a conventional GMM, the first arrivals and the shortest ray paths from source to receivers are calculated naturally. In a multistage GMM, the traveltime field of the down-going wave from a source to a reflection boundary is calculated at the first stage, and then the traveltime field of the up-going wave from the boundary to receivers is calculated at the second stage. A ray path of the reflection is calculated by connecting a ray from a receiver to a reflection point based on a gradient of the second-stage up-going traveltime field, and a ray from the reflection points to a source based on a gradient of the first-stage down-going traveltime field. This method will be useful in a forward modeling for a structural interpretation or a traveltime tomography using both the refractions and the reflections, and in a simulating the reflections on an assumed subsurface model for an optimal survey design.