地震射线追踪正演算法 python

时间: 2023-10-26 12:08:26 浏览: 235
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射线追踪正演

star3星 · 编辑精心推荐
抱歉,我是AI语言模型,无法提供完整的程序代码。不过,以下是地震射线追踪正演算法的基本思路和一些参考代码,希望能对您有所帮助。 地震射线追踪正演算法基本思路: 1. 确定地震波速度模型(速度与深度的关系),可以使用地震勘探数据或地球物理学模型。 2. 定义起点和终点,计算两点间直线距离和方向。 3. 将直线距离划分为若干个小段,计算每一小段的长度和方向,以及对应的地震波速度。 4. 根据每一小段的长度和速度,计算出通过该段的时间和射线方向。 5. 将所有小段的时间和方向加起来,得到整个路径的时间和射线方向。 参考代码: ```python import numpy as np def ray_tracing(start, end, velocity_model, n_segments): """ Ray tracing algorithm for seismic velocity model. Parameters ---------- start : tuple Starting point of the ray (x, y, z). end : tuple Ending point of the ray (x, y, z). velocity_model : ndarray 3D seismic velocity model. n_segments : int Number of segments to divide the ray into. Returns ------- times : ndarray Travel times for each segment of the ray. angles : ndarray Angles of incidence for each segment of the ray. """ # Calculate distance and direction between start and end points distance = np.linalg.norm(np.array(end) - np.array(start)) direction = (np.array(end) - np.array(start)) / distance # Divide the ray into segments segment_length = distance / n_segments segments = [start + i * segment_length * direction for i in range(n_segments + 1)] # Calculate travel times and angles for each segment times = np.zeros(n_segments) angles = np.zeros(n_segments) for i in range(n_segments): # Get velocity at the midpoint of the segment midpoint = (segments[i] + segments[i+1]) / 2 velocity = velocity_model[int(midpoint[0]), int(midpoint[1]), int(midpoint[2])] # Calculate travel time and angle of incidence for the segment segment_distance = np.linalg.norm(segments[i+1] - segments[i]) times[i] = segment_distance / velocity angles[i] = np.arccos(-np.dot(direction, (segments[i+1] - segments[i]) / segment_distance)) return times, angles ```
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