3D raytracing through homogeneous anisotropic media with smooth interfaces

Abstract

Two-point raytracing problem is solved for events in a piecewise homogeneous and laterally varying 3D anisotropic media by continuation techniques. In conjunction with the shooting method the algorithm can be used for computation of qP, qS1, and qS2 events. The algorithm has the same performance and robustness as previous implementations of the continuation method for tracing rays in isotropic models. Routines based on our algorithm have several useful applications. First, an efficient forward problem solver for traveltime inversion of elastic parameters in the presence of anisotropy. Second, Newton-Raphson iterations during twopoint raytracing produce wavefront attributes, slowness and wavefront curvature. These attributes allows the computation of geometrical spreading and second order approximations for traveltimes. Therefore it can be used to investigate the effects of anisotropy on CRS, in simple velocity models.Keywords: Ray theory, continuation method, anisotropy RESUMOO raio conectando dois pontos em um meio anisotrópico, homogêneo por partes e com variação lateral, é calculado utilizando-se técnicas de continuação em 3D. Se combinado com algoritmos para solução do problema de valor inicial, o método pode ser estendido para o cálculo de eventos qS 1 e qS 2 . O algoritmo apresenta a mesma eficiência e robustez que implementações de técnicas de continuação em meios isotrópicos. Rotinas baseadas neste algoritmo têm várias aplicações de interesse. Primeiramente, na modelagem e inversão de parâmetros elásticos na presença de anisotropia. Em segundo lugar, as iterações de Newton-Raphson produzem atributos da frente de onda como vetor vagarosidade e a matrix hessiana do tempo de trânsito, quantidades que permitem determinar o espalhamento geométrico e aproximações de segunda ordem para o tempo de trânsito. Estes atributos permitem calcular as amplitudes ao longo do raio e investigar os efeitos da anisotropia no empilhamento CRS em modelos de velocidade simples.Palavras-chave: Teoria do Raio, Método de Continuação, Anisotropia