三角域快速行进法在地震波走时计算中的应用

"基于三角域快速行进法的地震波走时计算 (2011年) - 孟宪海, 金颖, 李吉刚, 谭文磊, 杨钦 - 北京航空航天大学计算机学院软件开发环境国家重点实验室" 在地震学和地球物理学领域，地震波走时计算是一项至关重要的任务，它涉及到地震资料的解释和处理。这篇2011年的论文提出了一个创新的方法，即基于三角域的快速行进法（Fast Marching Method, FMM）来进行地震波走时计算。这种方法特别适合于处理复杂地层构造中的速度场分布问题。 传统的方法，如基于矩形网格的差分方法，通常需要对速度场边界进行平滑处理，并且可能需要通过细化网格来提高计算精度，这不仅增加了计算复杂性，也消耗了大量的计算资源。而三角域快速行进法则克服了这些限制。该方法首先运用二维约束三角剖分（Delaunay Triangulation）将地层结构转化为三角网格，这使得算法能够更好地适应非规则和复杂地质构造的形状。 快速行进法的核心在于其能够动态地、逐步地推进计算过程，从已知的起点（通常是震源位置）开始，逐点计算地震波传播到各个网格点的走时。由于三角网格可以更好地模拟地表和地下的连续性，因此在三角网格上应用快速行进算法可以更准确地计算出每个点的走时，而不需要额外的边界平滑步骤。此外，这种方法允许根据地质构造的复杂程度灵活调整网格大小，减少了所需的网格剖分数，从而提高了计算效率。 在实际应用中，论文通过具体的计算实例验证了该方法的有效性和优势。这种方法的实施不仅简化了计算流程，提高了计算速度，而且降低了对计算资源的需求，为地震资料的高效处理提供了新的技术手段。在地震勘探和地质结构分析中，这样的优化对于提升数据处理质量和效率具有显著意义，为后续的地震成像和地壳结构研究提供了更为精确的基础数据。