Inversión de onda completa (FWI) en dominios sintéticos que contienen pequeñas cavidades

Es esencial establecer estrategias adecuadas antes de realizar la inversión de onda completa (FWI en inglés) en datos reales. En el marco del trabajo conjunto entre INRIA y Realtimeseismic, generamos un dataset sintético junto a un modelo geofísico con 2 capas, 2 cavidades y una pared vertical en un sustrato. Utilizamos este conjunto de datos como input de la herramienta FWI (en frecuencia) desarrollada por F. Faucher (Univ. Vienna) y buscamos una estrategia de inversión que pueda aprovechar las ondas superficiales dentro de las ondas completas.

Dadas las características especiales de las ondas superficiales, especialmente las que llegan tarde y dispersas en comparación con las ondas internas, necesitamos aumentar la frecuencia de muestreo de los datasets para hacer un uso correcto de las ondas superficiales. Esto parece ser diferente de una estrategia clásica de FWI multiescala (privilegiando las ondas internas) donde unas pocas muestras de frecuencia pueden ser suficientes para un FWI significativo.

En general, cuanto más tarde llegue la señal de tiempo útil, menor será el paso de frecuencia. Consideramos grupos de frecuencias en lugar de frecuencias únicas para problemas de eficiencia y robustez.

 

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Figura 1: ilustración de los resultados de FWI en el dataset de tiempo sintético. a) muestra el verdadero modelo de velocidad de onda corta; b) muestra 6 de los modelos FWI correspondientes a 6 de los grupos de frecuencias, desde el más bajo hasta el más alto; c) destaca la evolución de un perfil de velocidad de onda corta vertical a medida que aumenta la frecuencia.

La Figura 1 ilustra los resultados de FWI en el dataset sintético. Comenzamos desde un modelo inicial parcialmente suavizado sin las cavidades y probamos el FWI a lo largo de un número considerable de grupos de frecuencias. Las cavidades se pueden distinguir claramente en la Figura 1b) a frecuencias más altas. Figura 1c) resalta los perfiles de velocidad vertical a través de una de las cavidades (ver líneas discontinuas en la Figura 1a y 1b). Tanto las reconstrucciones de la velocidad de onda sísmica en la cavidad como la interfaz horizontal a 15 m de profundidad están mejorando a medida que aumenta la frecuencia.