地震观测系统设计通常基于一些间接的共中心点或共反射点的面元属性，比如覆盖次数，炮检距和方位角分布，无法直接反应最终地震成像效果。聚焦束分析（Focal Beams）是一种将叠前深度偏移理论应用于地震观测系统设计方案评价的方法，可提供目标点位置处叠前偏移成像效果的直接评价，包括预期分辨率和偏移噪声。但在实际勘探尤其是在复杂构造条件下，聚焦束分析需要对每个频率成分做一次地震波场模拟和偏移运算，计算量巨大，极大地限制了其工业应用。

地质与地球物理研究所地球深部结构与过程研究室博士后魏伟与合作导师符力耘研究员对此开展了相关研究。他们提出了一种新的多频率快速聚焦束分析方法，仅需进行少量频率的聚焦束分析，辅以快速的频率插值算法（图1），直接得到多频率聚焦束分析结果。为了进一步提高复杂介质条件下聚焦束分析的效率，该方法结合使用大步长Degenerate Fourier延拓加小步长Born-Kirchhoff插值算法进行波场延拓算法（图2）。国际勘探地球物理学泰斗、荷兰Delft理工大学Berkhout教授认为，该方法以一种巧妙的方式大幅度提高了聚焦束分析的运算效率，增强了聚焦束方法的工业应用价值（见附件Comment by Prof. Berkhout.pdf）。

图1：聚焦束插值示意图

图2：大步长波场延拓加小步长波场插值示意图

该研究成果近期已发表在勘探地球物理国际权威期刊Geophysics上（Wei et al. Fast multifrequency focal beam analysis for 3D seismic acquisition geometry. Geophysics. 2012, 77(2): 11-21）。

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附件Comment by Prof. Berkhout.pdf