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The aim is to create a more efficient forward modeling approach for seismic imaging using ray-theory integrated with waveform inversion.

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Ray-theoretical modelling of seismic waves and its integration into scattered wave inversion at teleseismic distances

AMAnne Sophie Mohr

Key Points

The aim is to create a more efficient forward modeling approach for seismic imaging using ray-theory integrated with waveform inversion.
Developed a ray-theoretical forward calculator.
Integrated with the ASKI waveform inversion software.
Hybrid calculation of travel times, gradients, and amplitudes using 1D and 3D solvers.
Applied the workflow in an Alpine region.
Achieved a model from a single iteration that matches conventional waveform inversion effectively.
Demonstrated significant similarities in results compared to traditional methods.

Abstract

Um hochauflösende Abbildungen des Erdinnern zu erhalten, kann Wellenforminversion (FWI) mit hohen Frequenzen angewandt werden. Die zur Vorwärtsrechnung verwendete voll numerische Wellenfeldsimulation ist jedoch insbesondere für teleseismische Beben sehr rechenintensiv und damit limitierend. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher ein strahltheoretischen Vorwärtsrechner entwickelt, der in Kombination mit der FWI-Software ASKI einen effizienten FWI Workflow ermöglicht. Die strahltheoretische Berechnung von Laufzeiten, deren Gradienten und Amplituden erfolgt hybrid durch die Kopplung eines 1D Solvers im Großteil der Erde mit einem 3D Solver im Untersuchungsgebiet. Die erste Anwendung des FWI Workflows in einem Untersuchungsgebiet in den Alpen resultiert trotz nur einer Iteration in einem Modell mit deutlichen Ähnlichkeiten zu einem Modell aus konventioneller FWI und zeigt somit das Potential der entwickelten Methode auf.

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