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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41125
Tipo: Tese
Título: Extensão do critério de Barbieri em tomografia de tempos de trânsito não-linear.
Título(s) alternativo(s): Extension of the Barbieri criterion in nonlinear traveltime tomography.
Autor(es): Vieira, Marcelo Querino e Silva do Prado
Primeiro Orientador: Bassrei, Amin
metadata.dc.contributor.referee1: Bassrei, Amin
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Eduardo Telmo Fonseca
metadata.dc.contributor.referee3: Costa, Jessé Carvalho
metadata.dc.contributor.referee4: Porsani, Milton Jose
metadata.dc.contributor.referee5: Lemaire, Thierry Jacques
Resumo: O presente trabalho propõe dois métodos para avaliar a qualidade da inversão tomográfica de tempos de trânsito com regularização por matrizes de derivada e também aprimorar o modelo de velocidades recuperado. Tais métodos são baseados no Critério de Barbieri, desenvolvido originalmente em tomografia médica. O primeiro, Critério de Barbieri (CB), considera uma modelagem por raios retos, enquanto o segundo, Critério de Barbieri Modificado (CBM), é governado pelo princípio de Fermat. Ambos fazem uso de filtragem por decomposição em valores singulares para suprimir autoimagens dominantes por assumir que o efeito dos erros do algoritmo de inversão assume um caráter espacial com distribuição aleatória. Nas simulações com dados sintéticos, os métodos aprimoraram a solução em termos do desvio RMS do modelo mesmo na presença de elevado ruído gaussiano adicionado ao dado. Em geral, o CBM requereu maior regularização do que a da inversão tradicional. Aplicados ao dado real do Campo de Dom João, Bacia do Recôncavo, ambos CB e CBM recuperaram modelos similares e de maior resolução do que o da inversão tomográfica convencional. Os resultados com dados reais foram validados por dados sísmicos de reflexão. Para a modelagem direta, foram testados algoritmo de traçado de raios baseado na solução analítica da equação do raio, e algoritmo de grafos, que é uma aplicação direta do princípio de Fermat. A modelagem por grafos se mostrou superior pela capacidade de sempre ligar fontes a receptores independente da complexidade do modelo de velocidades. Para o procedimento numérico da inversão, testamos a inversa generalizada e o gradiente conjugado, que apresentou menor custo computacional sem perda de qualidade. A regularização por matrizes de derivadas foi incorporada ao problema para estabilizar a solução. O fator de regularização foi escolhido pela curva L auxiliada pela curva seno-Theta, desenvolvida neste trabalho, e também pela validação cruzada generalizada.
Abstract: This work offers two methods to evaluate the quality of traveltime tomography with regularization by derivative matrices and also to improve velocity models. Both methods are based on Barbieri's work, originally developed in medical tomography. The first, Barbieri Criterion (BC), considers forward modeling by straight rays, while the second one, Modified Barbieri Criterion (MBC), is ruled by Fermat's principle. Both use filtering by singular value decomposition to suppress dominant eigenimages by assuming that inversion algorithm errors are randomly located. Simulations with synthetic data showed that both methods had improved the solution in model RMS sense, even if high Gaussian noise was added to data. In general, MBC requires greater regularization than standard inversion. When applied to real data from Dom João Field, Recôncavo Basin, both methods had recovered similar models and with a higher resolution than the standard approach. Real data results were validated by seismic reflection data. Forward modeling was performed by ray tracing, based on analytical solution for differential ray equation, and by graphs, which is a simple application of Fermat's principle. Graph modeling proved to be superior as it always links sources and receivers regardless of velocity model. Numerical inversion was performed by generalized inverse and by a conjugate gradient method, which presented a lower computational cost without losing quality. Solution was stabilized by regularization by derivative matrices. Regularization factors were selected by L-curve and sine-Theta-curve, the latter developed in this work as an extension to the former, or by generalized cross-validation.
Palavras-chave: Geofísica
Inversão sísmica
Tomografia
Regularização
Curva L
Barbieri
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOFISICA::GEOFISICA APLICADA
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Geociências
metadata.dc.publisher.program: Pós-Graduação em Geofísica (PGEOF) 
Citação: VIEIRA, Marcelo Querino e Silva do Prado. Extensão do critério de Barbieri em tomografia de tempos de trânsito não-linear. 2024. 141 f. Tese (Doutorado em Geofísica) - Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41125
Data do documento: 28-Nov-2024
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