地震波在地球介質(zhì)中傳播存在廣泛的各向異性特征，因而在高精度的復(fù)雜構(gòu)造成像過程中必須考慮各向異性的影響。偏移算子優(yōu)化技術(shù)能夠在保持計算效率不變的前提下大幅提高陡傾角構(gòu)造的成像精度，然而，將各向同性介質(zhì)中的偏移算子優(yōu)化方法推廣到各向異性情形將面臨以下三方面問題：①很難對所有可能的介質(zhì)模型提前給出優(yōu)化系數(shù)，只能針對給定的介質(zhì)模型進行優(yōu)化，如果模型在速度分析過程中發(fā)生較大變化一般需要重新優(yōu)化，極大地影響了偏移成像的整體效率，實用性較差；②優(yōu)化算子的精度性能通常不夠穩(wěn)定，即便在十分精細的各向異性參數(shù)網(wǎng)格上進行優(yōu)化，相鄰網(wǎng)格點上的精度也會出現(xiàn)強烈震蕩；③對于強各向異性參數(shù)分布（如圖1所示），將會導(dǎo)致十分龐大的優(yōu)化系數(shù)列表，在產(chǎn)生、存儲以及調(diào)用優(yōu)化系數(shù)列表等階段存在諸多不便。

地質(zhì)與地球物理研究所地球深部結(jié)構(gòu)與過程研究室的張金海副研究員和姚振興研究員最近提出了一種針對強各向異性介質(zhì)的全局優(yōu)化方法，通過解析展開、系數(shù)松弛和算子結(jié)構(gòu)拓展等技術(shù)獲得了精度穩(wěn)定、實用方便的全局優(yōu)化算子。全局優(yōu)化算子的精確相位角度較優(yōu)化前整體提高了20度左右（如圖2所示），更重要的是成功地克服了常規(guī)方法所面臨的如上三方面問題：①優(yōu)化參數(shù)與模型無關(guān)，換而言之，得到的全局優(yōu)化系數(shù)能夠適應(yīng)各種可能的模型，因而在速度模型發(fā)生變化時無需重新生成優(yōu)化系數(shù)，對提高偏移成像的整體效率大有裨益；②理論分析和實驗結(jié)果表明：全局優(yōu)化算子的精度十分穩(wěn)定，能夠適用于已知各向異性參數(shù)的全部范圍和各種可能的子域范圍；③無需優(yōu)化參數(shù)表，各階算子只需要唯一的一組優(yōu)化系數(shù)，突破了以往局部優(yōu)化方法在存儲和調(diào)用等方面固有的諸多限制。此外，由于采用了更加嚴(yán)格的誤差容許范圍（0.5%，如圖3所示），全局優(yōu)化算子能夠適用于半徑十公里的空間范圍，較以往擴展了一倍，為精確探測埋深更大的復(fù)雜構(gòu)造奠定了基礎(chǔ)。

該研究成果近期發(fā)表在勘探地球物理領(lǐng)域的國際權(quán)威期刊Geophysics上(Zhang and Yao. Globally optimized finite-difference extrapolator for strongly VTI media. Geophysics. 2012, 77, S125-S135)。