Accelerating full waveform inversion through Adaptive Gradient Optimization methods and Dynamic Simultaneous Sources
Notice bibliographique
Résumé
Summary Full-Waveform Inversion (FWI) is a procedure based on the minimization of a misfit (or cost) function applied to the difference between synthetic waveforms and real seismic traces that derives high-resolution velocity models. This is achieved through the iterative adjustment of the velocity model and/or some other physical parameters of the Earth’s subsurface, which generally implies large computational effort. In order to minimize this cost function we explore the use of Adaptive Gradient Optimization (AGO), a variant of Stochastic Gradient Descent (SGD) methods, combining them with a dynamic simultaneous sources strategy that allow us to reduce the computational cost involved in this process. AGO methods are computationally efficient, have little memory requirements and have the capability of adapting the step-length according to the optimization process’ evolution. Since a precise calibration of the step-length is needed to ensure efficiency, the AGOs are well-suited for this task because they are able to adapt the step-length according to the optimization’s development. In this work, we propose a simple non-linear relationship that allows an adjustment of the step-length with respect to the frequencies used in the multiscale FWI, avoiding the line-search strategy’s high computational burden. Additionally, the application of this new step-length rule into the AGO methods with a dynamic simultaneous sources strategy, allow us to concurrently accelerate and significantly improve the FWI’s numerical performance and results. We compare the performance and final results of seven AGO methods, using two different FWI misfit functionals (based on L1 and L2 norms) applied to estimate the final velocity models of two benchmark acoustic models: the Marmousi and the Canadian overthrust BP velocity models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».