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Programming Geophysics in C++ 地球物理学中的C++编程
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更新于2023-03-03
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《Programming Geophysics in C++》 作者与所写的内容。 Dave Nichols-------- foundations inversion Hector Urdaneta-------moveout applications Hyang Im Oh-------missing data examples Jon Claerbout-------outline proofreading Lisa Laane-------foundations Martin Karrenbach-------moveout document integration Matt Schwab-------tutorial and convolution 简介:各个都是大牛不介绍了,全书共几百页,分别讲述了各自领域下,如电法,磁法,地震,反演问题,如何用编程语言进行建模,如何用C++进行编程,还附带了所有的源代码。
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PROGRAMMING GEOPHYSICS IN C++
DaveNichols (foundations, inversion)
Hector Urdaneta (moveout applications)
Hyang Im Oh (missing data examples)
Jon Claerb out (outline, pro ofreading)
Lisa Laane (foundations)
Martin Karrenbach(moveout, do cumentintegration)
Matt Schwab (tutorial and convolution)
c
August 27, 1993
Contents
1 INTRODUCTION 319
1.1 WHATISASPACE?
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
321
1.2 OPERATORS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
323
1.3 SOLVERS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
326
1.4 ADJOINTS AND THE DOT-PRODUCT TEST
: : : : : : : : : : : :
327
2 Using and understanding an op erator 331
2.1 DIRECTORYSTRUCTURE
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
331
2.2 A PHYSICAL OPERATOR CLASS
: : : : : : : : : : : : : : : : : :
332
2.3 THE TEST PROGRAM
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
333
2.4 THE CONVOLUTION CLASS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
335
2.5 SKELETON
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
340
2.6 STANDARD DOCUMENTATION
: : : : : : : : : : : : : : : : : : :
340
3 Elementary Science Op erators 343
3.1 MATRIX MULTIPLICA
TION
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
343
3.2 CAUSAL INTEGRATION
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
344
3.3 FIRST DERIVATIVE
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
346
3.4 CONVOLUTION
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
347
3.5 A GENERAL MOVEOUT OPERATOR
: : : : : : : : : : : : : : : :
349
4 Base and Building Blo ck Op erators 353
4.1 BASIC OPERATOR HIERARCHY
: : : : : : : : : : : : : : : : : : :
353
4.2 COMPOSING OPERATORS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
356
4.3 UTILITY OPERATORS
: : : : : : :
: : : : : : : : : : : : : : : : : :
359
5 Solving least-squares inverse problems 369
i
ii
CONTENTS
5.1 LEAST SQUARES SOLVERS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
369
5.2 USING SOLVER OBJECTS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
373
5.3 PRECONDITIONED INVERSE PROBLEMS
: : : : : : : : : : : : :
374
5.4 THE \Pro cess" UTILITY
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
375
6 Deriv
ed moveout op erators 377
6.1 LINEAR MOVEOUT
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
377
6.2 NORMAL MOVEOUT
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
379
6.3 ANELLIPTIC MOVEOUT
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
380
6.4 KIRCHHOFF MOVEOUT
: : : :
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
384
7 Stacking op erators 387
7.1 LINEAR MOVEOUT AND STACKING
: : : : : : : : : : : : : : : :
387
7.2 NMO AND STACK
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
388
7.3 KIRCHHOFF OPERATOR
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
390
7.4 VELOCITY ANALYSIS
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
394
7.5 SLANT STACK AND PRECONDITIONED INVERSION
: : : : : :
396
8 Missing-data restoration 403
8.1 INTERPOLATING MISSING DATA WITH A KNOWN FILTER
: :
403
8.2 INTERPOLATING MISSING DATA WITH AN UNKNOWN FILTER 406
8.3 SUMMARY
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
: : :
411
9 App endix: Man Pages 413
CONTENTS
1
PREFACE
This paper documentisanadvertisement for an electronic do cument that lies b ehind
it. We plan to distribute the electronic do cument on CD-ROM late September or
early Octob er 1993.
To run this version of the electronic do cumenttwo commercial pro ducts are re-
quired. First is a C++ compiler. This b o ok's co de was tested using the Sun C++
compiler version 2.1 and the HP C++ 3.0 compiler. Both compilers are implemen-
tations of AT&T's C++ compiler (versions 2.1 and 3.0.1), which seems to b e a
unix
industry standard. Hop efully, at a later date, we will b e able to include a freeware
C++ compiler that will also do the job. Secondly, our co de uses the a commercial
matrix class library (M++, from Dyad) as a foundation for some of our C++ classes.
In the future we hop e to use a public domain matrix class library to avoid this com-
mercial dep endence. Wehavenoantipathy for commercial pro ducts, in fact welike
them and appreciate them, but exp erience shows that our work will b e accessible to
the greatest numb er of p eople if our co de dep ends only on noncommercial software.
We are collab orating with Les Dye who is aliated with Berea and Stanford's
p etroleum reservoir simulation group (SUPRI-B), which is headed by Khalid Aziz.
These groups are involved in research on ob ject-based mathematical abstractions for
reservoir simulation and nonlinear systems. Wemay base our future library designs
on research that results from this collab oration.
Arecently intro duced C++ language feature known as \templates" allows devel-
op ers to write one co de that can b e used for multiple data typ es. Since our current
libraries only handle \oat" data and not \complex" data, we hop e to use templates
to create a more general library later this y
ear.
At mid August 1993 wehave only b egun to use the results of this C++ pro ject for
serious seismological research. We hope to demonstrate its utility further by summer's
end.
To test whether your environment will build this C++ do cument, press this
BUTTON to
destroy
all the gures in this do cument. Then view the do cumentto
see if all the gures are gone. Then press this BUTTON2 , to rebuild all the gures.
You could scan the do cument to see if all the gures have b een regenerated, or press
this BUTTON3 to see a statistical analysis of the repro ducibility of the illustrations
in this do cument.
2
CONTENTS
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