On-the-Fly Full Hessian Kernel Calculations Based upon Seismic-Wave Simulations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Full waveform inversion or adjoint tomography has routinely been performed to image the internal structure of the Earth at high resolution. This is typically done using the Fréchet kernels and the approximate Hessian or the approximate inverse Hessian because of the high-computational cost of computing and storing the full Hessian. Alternatively, the full Hessian kernels can be used to improve inversion resolutions and convergence rates, as well as possibly to mitigate interparameter trade-offs. The storage requirements of the full Hessian kernel calculations can be reduced by compression methods, but often at a price of accuracy depending on the compression factor. Here, we present open-source codes to compute both Fréchet and full Hessian kernels on the fly in the computer random access memory (RAM) through simultaneously solving four wave equations, which we call Quad Spectral-Element Method (QuadSEM). By recomputing two forward fields at the same time that two adjoint fields are calculated during the adjoint simulation, QuadSEM constructs the full Hessian kernels using the exact forward and adjoint fields. In addition, we also implement an alternative approach based on the classical wavefield storage method (WSM), which stores forward wavefields every kth (k≥1) timestep during the forward simulation and reads required fields back into memory during the adjoint simulation for kernel construction. Both Fréchet and full Hessian kernels can be computed simultaneously through the QuadSEM or the WSM code, only doubling the computational cost compared with the computation of Fréchet kernels alone. Compared with WSM, QuadSEM can reduce the disk space and input/output cost by three orders of magnitude in the presented examples that use 15,000 timesteps. Numerical examples are presented to demonstrate the functionality of the methods, and the computer codes are provided with this contribution.
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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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| 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) | 0,009 | 0,002 |
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 ».