改进的线性走时插值射线追踪算法：交叉扫描法

"这篇论文是2014年发表在《湖南大学学报(自然科学版)》第41卷第1期的一篇自然科学类论文，由卢江波和方志共同撰写。研究主要关注线性走时插值(LTI)射线追踪算法的改进，特别是针对扩张-收缩扫描算法存在的计算效率低和收敛速度慢的问题。" 正文: 线性走时插值射线追踪算法是一种广泛应用于地球物理、声学和光学等领域的技术，用于模拟和计算波在不同介质中的传播路径。该算法通过线性插值方法来估算射线在不规则网格中的走时，从而确定射线路径。然而，尽管LTI算法能有效处理直达波、绕射波和回波，但其在处理复杂模型时，由于算法本身的特性，往往导致计算效率低下和收敛速度慢。 为了解决这些问题，作者提出了扩张-收缩扫描算法的改进方案，引入了交叉扫描的方式来优化这一过程。传统的扩张-收缩扫描算法通过逐步扩大和缩小搜索区域来寻找射线路径，而交叉扫描方式则是在两个方向上交替进行，这有助于更快速地定位射线路径，减少了无效计算，从而提高了算法的效率。 理论分析和数值模拟的结果证实了改进算法的有效性。在保持原有算法准确追踪各种类型波的能力的同时，改进后的算法显著提升了计算效率。尤其在处理网格划分精细的模型时，这种优势更为突出。这意味着在处理高分辨率的地质或物理问题时，改进的算法可以大大缩短计算时间，提高工作效率。 关键词包括射线追踪、LTI算法、交叉扫描、扩张-收缩扫描法以及改进算法。这些关键词表明，研究的核心是围绕提高LTI算法的性能，特别是通过交叉扫描策略来改善扩张-收缩扫描算法的效率，这对于需要高效射线追踪的领域具有重要的实践意义。 这篇论文贡献了一种新的优化策略，即基于交叉扫描的扩张-收缩扫描改进算法，对于提升线性走时插值射线追踪算法在复杂环境下的性能有着积极的影响。这一改进对于地球物理勘探、信号处理以及其他依赖于射线追踪技术的领域来说，提供了更为高效的计算工具。