L-BFGS法时间域全波形反演中初始矩阵的选择方法

• 作者: 王义 董良国
• 来源期刊: 石油物探
• 学科: 地球科学
• 关键词: 全波形反演 L-BFGS法 Hessian逆矩阵 初始矩阵 预条件
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 地震反演
• 页码范围: 545-555
• 页数: 11页
• 分类号: P631.4
• 字数: 6983字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1441.2014.05.007

摘要

有限内存BFGS (Limited memory Broyden-Fletcher-Goldfarb Shanno,L-BFGS)方法是地震全波形反演(Full waveform inversion,FWI)中应用最广泛的优化方法之一.该方法需要提供Hessian逆矩阵的一个初始近似矩阵,初始近似矩阵可以在每次迭代中都进行更新,也可以固定不变.L-BFGS法的收敛性能与初始矩阵的选择以及更新方式紧密相关.在分析了全波形反演中Hessian逆矩阵的几种不同近似方式之后,分别将它们作为初始矩阵应用到了时间域L-BFGS法全波形反演中,详细比较了不同近似方式对反演精度和效率的影响,为L-BFGS法全波形反演中初始矩阵的选择提供了依据.数值试验结果表明,在不同的初始矩阵选择以及不同更新方式下,L-BFGS法的收敛速度表现出明显差异.当初始矩阵固定不变时,以虚震源为基础的两种方式收敛最快,采用波场能量矩阵的两种方式要慢一些,其中包含有记录残差反传波场能量的方式收敛最慢.初始矩阵每次迭代更新时,各种方式的收敛速度都慢于固定不变时的情形.此外,同种方式分别作为L-BFGS法的初始矩阵和共轭梯度法的预条件矩阵时,L-BFGS法的性能要优于预条件共轭梯度法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	董良国	同济大学海洋地质国家重点实验室	50	1744	18.0	41.0
2	王义	同济大学海洋地质国家重点实验室	4	57	3.0	4.0