Seismic Inversion Based on Acoustic Wave Equations Using Physics-Informed Neural Network

人工神经网络 反演(地质) 地震记录 波动方程 声波方程 地震反演 杠杆(统计) 计算机科学 地震波 算法 声波 地质学 声学 地球物理学 物理 数学分析 地震学 机器学习 数学 光学 方位角 构造学
作者
Yijie Zhang,Xueyu Zhu,Jinghuai Gao
出处
期刊:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:61: 1-11 被引量:35
标识
DOI:10.1109/tgrs.2023.3236973
摘要

Seismic inversion is a significant tool for exploring the structure and characteristics of the underground. However, the conventional inversion strategy strongly depends on the initial model. In this work, we employ the physics-informed neural network (PINN) to estimate the velocity and density fields based on acoustic wave equations. In contrast to the traditional purely data-driven machine learning approaches, PINNs leverage both available data and the physical laws that govern the observed data during the training stage. In this work, the first-order acoustic wave equations are embedded in the loss function as a regularization term for training the neural networks. In addition to the limited amount of measurements about the state variables available at the surface being used as the observational data, the well logging data is also used as the direct observational data about the model parameters. The numerical results from several benchmark problems demonstrate that given noise-free or noisy data, the proposed inversion strategy is not only capable of predicting the seismograms, but also estimating the velocity and density fields accurately. Finally, we remark that although the absorbing boundary conditions are not imposed in the proposed method, the reflected waves do not appear from the artificial boundary in the predicted seismograms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科目三应助梵高的向日葵采纳,获得10
刚刚
庞念坤完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI6.4应助无一采纳,获得10
1秒前
李君然完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
英姑应助beiheyu采纳,获得10
2秒前
luo发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
JamesPei应助笑点低的人采纳,获得10
6秒前
Ceremony1718完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
Syoung完成签到 ,获得积分10
8秒前
李健的小迷弟应助之昂采纳,获得10
8秒前
淼淼发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Beita完成签到,获得积分10
9秒前
脑洞疼应助温暖马里奥采纳,获得10
9秒前
胜晨应助小航2025采纳,获得10
9秒前
10秒前
koi发布了新的文献求助10
11秒前
YuhuaShi关注了科研通微信公众号
11秒前
李健应助polkmn采纳,获得10
12秒前
mudiboyang发布了新的文献求助10
13秒前
小蘑菇应助领略采纳,获得10
13秒前
感动的博超完成签到,获得积分10
13秒前
辛勤若云完成签到,获得积分10
13秒前
wmy发布了新的文献求助10
14秒前
你一定能发表完成签到,获得积分10
14秒前
柚米完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
牛马完成签到,获得积分10
15秒前
DW应助无一采纳,获得10
15秒前
酷炫的小鸽子完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Frank完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7763608
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308058
关于积分的说明 20303648
捐赠科研通 7348429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314054
关于科研通互助平台的介绍 2463790
邀请新用户注册赠送积分活动 2328180