孙建国，韩复兴，孙章庆，王雪秋，高正辉，刘明忱，孟祥羽，常志邈
复杂区地震波传播理论与成像技术，一直以来都是长江学者孙建国教授领导下的波动理论与成像技术实验室的核心研究方向，该方向下主要包括：复杂区地震波传播理论与正演模拟技术、面向复杂区的地震偏移成像方法与技术、面向复杂区的速度建模方法与技术，这三项核心研究内容。
1. 复杂区的地震传播理论与正演模拟技术
目前在本研究方向上形成了包括射线追踪和波动方程数值模拟在内的全系列正演模拟技术，其核心包括：针对复杂地形的各种网格剖分技术（图1-上）和针对三维不规则计算边界、复杂近地表及地下复杂介质的地震波走时与射线路径计算方法、针对复杂海洋环境的复杂散射波场模拟方法、针对三维复杂地表的波动方程数值模拟方法等地震波正演模拟的高性能数值解法（图1-下）。这些正演模拟技术，在描述我国西部和南海复杂区地震波传播规律和分析鄂尔多斯盆地复杂黄土塬区、塔里木复杂山前带和我国南海复杂海洋环境等区域的低信噪比数据的形成机制方面发挥了重要作用。
图1 复杂区地震波传播理论与成像技术.
2. 面向复杂区的地震偏移成像方法与技术
目前在本研究方向上形成了包括Kirchhoff偏移、高斯束偏移和逆时偏移在内的系列地震偏移成像技术，其核心包括：有限孔径Kirchhoff偏移方法，该方法的核心研究成果已被写入欧洲大学教材；高斯束偏移系列成像方法，该方法目前能面向复杂地表、地下复杂高陡构造、各项异性介质、吸收介质、弹性波偏移、快速束和控制束偏移等（图2-上）。逆时偏移系列成像方法，该方法目前能面向复杂地表、多源高性能计算、最小二乘偏移等。上述这些偏移成像方法，以国家科技重大专项为依托，在我国南海复杂区成像方面取得了很好的效果，极大改善了我国南海复杂海底大陡坡、崎岖海底、海底火山等条件存在下的地震成像效果（图2-下），进而为南海石油勘探提供了重要的技术保障。
图2 面向复杂区的地震偏移成像方法与技术.
3. 面向复杂区的速度建模方法与技术
目前在本研究方向上，核心关注近地表速度建模问题，形成了包括井间层析、近地表多信息约束下的初至成像和复杂海洋水体速度精细建模的近地表速度建模方法。核心包括：基于精细网格射线追踪的井间层析（图3-左上），小折射、微测井、近地表调查等约束下的近地表初至层析（图3-右）和基于海底反射走时反演的高精度水体速度建模（图3-左下）等。上述这些速度建模方法，以国家重点研发计划为依托，在我国南海复杂区海水速度精细建模方面发挥了重要作用。
图3 面向复杂区的速度建模方法与技术.
4. 相关科研项目资助和研究成果
1）近期的科研项目资助情况
上述研究成果得到了科技部-国家科技重大专项、重点研发计划、国家自然科学基金等项目的联合资助：
[1] 项目类别：国家科技重大专项子课题，项目名称：面向目标的偏移像场能量增强理论与技术研究；编号：2011ZX05025-001-05；起止时间2011.01-2015.06。
[2] 项目类别：国家重点研发计划项目，项目名称：新一代海上高精度地震海量数据处理软件平台研发，起止时间：2018.12-2021.12。
[3] 项目类别：国家自然科学基金面上项目，项目名称：海水非均匀性地震波场特征与成像分析，编号：42074150，起止时间：2021.01-2024.12。
图4 获得国家发明专利授权与获奖情况.
2）近期的国家发明专利
[1] 专利名称：基于不规则模型孔径的共偏移距Kirchhoff叠前深度偏移成像方法；发明人：孙章庆、韩复兴、刘明忱；专利号：ZL 2019 1 0957100.6；专利申请日期：2010年10月10日；授权公告日：2020年10月23日.（已授权）
3）近期的发表的学术论文
[1] Xiangyu Meng, Jianguo Sun*, Puli Wei, Yangyang Xu, Zeshuang Xu. Superwide-angle seismic migration by including the back-scattered wave through domain decomposition and biaxial parabolic approximation. Journal of Petroleum Science and Engineering, 198 (2021) 108194. (SCI检索，中科院一区).
[2] Fuxing Han*, Kun Wang, Jianguo Sun. The influence of irregular seafloor topography on the seismic wave field and migration imaging, Acta Oceanol., 2019, 38(3), P.151–158 (SCI检索，中科院二区).
[3] Zhimiao Chang, Fuxing Han, Zhangqing Sun*, Zhenghui Gao, Lili Wang. Three-dimensional dynamic sea surface modeling based on ocean wave spectrum[J]. Acta Oceanol. Sin., 2021, Vol. 40, No. 11, P. 1–11 (SCI检索，中科院二区).
