MATLAB实现最短路径法射线追踪技术

"13年数模文献包含了关于最短路径法射线追踪的MATLAB实现，作者为李志辉和刘争平，他们来自西南交通大学土木工程学院。该文献探讨了如何在MATLAB环境下应用最短路径法进行射线追踪，并通过数值模拟展示其在地震波传播研究中的应用价值。" 在地震地质勘探和工程领域，利用地震初至波确定地表结构具有重要意义。地震射线追踪技术是研究地震波传播的重要手段，其中包括有限差分法和最短路径法。最短路径法最初由Nakanishi和Yamaguchi引入地震射线追踪领域，后续经过Moser、Klimes和Kvasnicha等人的深入研究，该方法逐渐成熟并有固定的计算程序。 MATLAB作为一种高级编程语言，因其丰富的函数库和直观的编程环境，简化了程序开发过程。文献中详细介绍了如何运用MATLAB实现最短路径法射线追踪，这有助于教育和科研机构在教学和演示中更好地理解和应用这一方法。 最短路径法基于Fermat原理和图论中的最短路径理论，将实际介质离散化为多个单元，每个单元的边界节点构成网络。网络中的速度信息存储于这些节点上，相邻节点间的旅行时间由它们之间的欧氏距离与平均速度的乘积决定。通过迭代计算，从震源出发，依次计算每个节点的走时、射线路径和长度，最终得到整个网络的最小走时路径。 具体步骤包括：首先，确定震源（或次级震源）和计算网格点，计算从震源到每个计算网格点的透射走时；接着，将每个网格点作为新的次级震源重复上述过程，累加走时，记录路径和长度。这个过程不断迭代，直至遍历所有可能的路径，从而找到最小走时路径。 图1展示了离散化模型，其中星点代表震源或次级震源，空心点则表示计算网格点。通过逐步计算最小走时和射线方向，可以根据Fermat原理确定最优路径。 这篇13年数模文献提供了一个实用的MATLAB实现方案，对于学习和研究地震射线追踪的最短路径法具有很高的参考价值。它不仅详述了算法原理，还通过实际的数值模拟案例，帮助读者理解和掌握该方法的实际应用。