社団法人 物理探査学会
第127回(平成24年度秋季)学術講演会


海洋音響波速度構造のフルウェーブインバージョンを用いた推定に関する研究

講演要旨(和文)
本研究では,フルウェーブフォームインバージョン手法の海洋音響波速度構造推定への効果と適用性について検討を行った。逆伝播法を用いて,修正グラディエントに共役勾配法を用いた手法によりモデルの推定を行った。本研究ではまず,水中の音響波速度構造を反映したシミュレーションデータを作成し,手法の適用を行った。従来の水中音響波速度推定手法である,波線理論に基づいた走時インバージョン手法と適用結果を比較し,手法の効果を検討した。結果は,従来手法と比較して高い解像度で速度分布が解析できることが確認でき,高い適用性を示した。さらに手法をVCS琵琶湖実験データに適用した。直達波のみを用いた,非常にパスの限られた条件での解析を行ったにもかかわらず,季節温度躍層の影響による水平成層的な速度構造を推定することができた。

講演要旨(英文)
This study investigates the effectiveness and applicability of the full waveform inversion (FWI) method to estimate underwater sound velocity structures. We use an adjoint-state method for the calculation of the gradient in an iterative inversion based on a pre-conditioned conjugate gradient method. We first demonstrate results from a FWI method applied to a synthetic dataset that reflects the sound velocity structure. The results are then compared with those from a conventional ray-based travel time inversion (TTI) method to evaluate the effectiveness of the method. The results show that the full waveform inversion method could provide more precise image with higher resolution than the ray-based method. The FWI method is also applied to a VCS experiment field data in Lake Biwa. In spite of very limited path condition using only direct arrival wave, the full waveform inversion method could describe the horizontal velocity structure possibly due to seasonal thermocline in the lake. We conclude that the FWI method could be the key success factor for the higher resolution at estimation of underwater sound velocity structure.