Adna Grazielly Paz de Vasconcelos
Título
INFLUÊNCIA DO PADRÃO DE RADIAÇÃO NA INVERSÃO DA F ORMACOMPLETA DA ONDA BASEADA NOS MÉTODOS DO GRADIENTE
Orientador(es)
Luiz Landau
Resumo
A recuperação de múltiplas classes de parâmetros através da inversão da forma completa da onda (full-waveform inversion – FWI) apresenta problemas associados ao desbalanceamento das direções de atualização do gradiente do funcional objetivo, em virtude de interferências entre respostas oriundas de diferentes classes de parâmetros. A análise das derivadas de Fréchet e do padrão de radiação de cada classe de parâmetros apresenta-se como alternativa ao alto custo computacional da Hessiana. O objetivo deste trabalho é avaliar a sensibilidade da inversão FWI por meio da análise da distribuição de amplitudes de campos espalhados em função do ângulo de espalhamento, para modelos elásticos homogêneos e acústicos não homogêneos, baseados no Marmousi 2D. Os resultados mostraram que, para modelos heterogêneos, os padrões de radiação diferem consideravelmente daqueles descritos na literatura para modelos homogêneos. O padrão de radiação é função da parametrização em questão e do modelo de fundo e, por este motivo, é reiteradamente modificado durante o processo de inversão. Assim como o padrão de radiação, as amplitudes das derivadas de Fréchet para os modelos heterogêneos não exibem a mesma distribuição apresentada por modelos homogêneos. Dessa forma, conclui-se que os padrões de radiação e as respectivas derivadas de Fréchet, quando avaliados em modelos não homogêneos, podem auxiliar na definição de estratégias de processamento ao longo da inversão multiparamétrica. Com isso, é possı́vel quantificar a sensibilidade do dado observado a diferentes propriedades fı́sicas, reduzindo a interferência entre as respostas e favorecendo a iluminação nas regiões de interesse econômico.
Abstract
The recovery of multiple classes of parameters through full-waveform inversion (FWI) presents problems related with unbalanced update directions of the misfit functional gradient, due to crosstalk between different classes of parameters. The analysis of Fréchet derivatives and radiation pattern of each parameter class is presented as an alternative to the Hessian due to its high computational cost. This work aims to evaluate the sensitivity of FWI by analyzing the amplitude distribution of scattered fields as a function of the scattering angle, for elastic homogeneous and acoustic non-homogeneous models. The results showed that, for non-homogeneous models, the radiation patterns differ considerably from those presented in the literature for homogeneous models. The radiation pattern depends on the parameterization and background model, then it is repeatedly modified during inversion. Analogous to the radiation pattern, the amplitudes of the Fréchet derivatives for non-homogeneous models do not exhibit the same distribution observed for homogeneous models. As a consequence, the radiation patterns and their Fréchet derivatives, when evaluated in non-homogeneous models, could support the definition of a suitable data-driven workflow for multiparameter FWI. Thus, it is possible to measure the sensitivity of the observed data to different physical properties, reducing the crosstalk between parameters and improving the subsurface illumination in target area.
