成面波记录的值，得到分别只包含基阶模式或某一高阶模式 的实测面波记录或合成面波记录的频率一慢度剖面。
[0056] ③采用拉东逆变换将各阶模式的实测面波记录或合成面波记录从频率-慢度域变 换回时间一空间域，得到分离开的基阶模式和各高阶模式的实测面波记录或合成面波记 录。
[0057] 根据基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和合成面波记录计算目标函数值的 方法，包括以下步骤：
[0058] a、在基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和合成面波记录中分别选定一个 Rayleigh面波的传播速度，在基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和合成面波记录中分 别选择清晰的同相轴，并在基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和合成面波记录中分别 沿着各自的同相轴拾取振幅值。
[0059] b、根据基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和合成面波记录的振幅值，分别利 用式(2)计算基阶模式和各高阶模式的目标函数值。
[0060]
(1)
[0061 ]式中，k表示面波记录的模式的阶数，基阶模式时k= 1，1 < k < m;m表示具有m阶模 式的面波记录；Ek(Q)表示第k阶模式面波记录对应的目标函数值；Afsfr(Ht))和 AfnCr(Ht)；)分别表示第k阶模式的实测面波记录和合成面波记录中T(Ht)时刻拾取的振幅 值。
[0062] 实际应用中，面波记录受到许多因素的影响，仅用一个点的振幅值计算目标函数 值并不合适。因此，可以使用一个时间窗内的振幅能量来代替一个点的振幅值。时间窗为一 个时间范围，大小为同相轴所在的波峰或波谷的时间长度，将第k阶模式的实测面波记录和 合成面波记录在该时间窗内的振幅能量分别记为sf15和
[0063] 以T(Ht)为中心取时间窗Wt，定义两个解析信号对!：)和f(t)在时间窗Wt内的内积为：
[0064]
(2)
[0065] 式中，f(t)是f(t)的共辄，H(x)是x(t)的希尔伯特变换，则时间窗Wt内的振幅能量 可以表不为.ε =_《A，
[0066] 则第k阶模式的目标函数可以写为：
[0067]
(3)
[0068] c、将基阶模式和各高阶模式的目标函数值进行加权相加，得到总的目标函数值 为：
[0069]
(4)
[0070]式中，qk为第k阶模式的目标函数的加权系数，不同阶模式的目标函数的加权系数 有多种取值，可以依据实际情况灵活处理;在本实施例中，基阶模式和各高阶模式的目标函 数的加权系数均取1。
[0071] 4)使用模拟退火法反演，得到最终的近地表地层Q值，具体包括以下步骤：
[0072] 第一步、建立近地表地层Q值的迭代向量
，其中， 表示第i次迭代时第j种介质的Q值，1 < j < N，i 2 1;令i = 1。
[0073] 第二步、令f = Qf1，迭代目标函数E(Qi) = E(Qf1)，迭代温度Ti = μLi。其中，μ是常 数，迭代温度应该缓慢降低，因此，一般取μ = 0.99。
[0074] 第三步、随机生成一个近地表地层Q值的比对向量
， 其中，^表示第i次迭代时随机生成的第j种介质的比对Q值，1 < j <N，i 2 1。根据近地表地 层Q值的比对向量泛，使用地震波正演模拟工具模拟比对Rayleigh面波单炮地震记录(简称 比对面波记录）；使用高分辨率拉东变换分别对实测面波记录和比对面波记录进行模式分 离，得到基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和比对面波记录;根据基阶模式和各高阶 模式的实测面波记录和比对面波记录，分别拾取基阶模式和各高阶模式的实测面波记录和 比对面波记录的振幅值，计算基阶模式和各高阶模式的比对目标函数值;将基阶模式和各 高阶模式的比对目标函数值加权相加，得到总的比对目标函数值E(迂），
[0075] 第四步、计算
（
[0076] 如果Δ E < 0，说明随机生成的比对向量可以接受，取
[0077] 如果ΔΕ>0,计#
Ρ为中间计算参数；
[0078] 如果P( AE)>R，说明随机生成的比对向量可以接受，取
为(〇，1)之间均 匀分布的随机数；
[0079] 否则不接受随机生成的比对向量，Q1值不变。
[0080] 第五步、如果连续20次随机生成的比对向量逆不被接受，即连续20次$值不变，结 束反演，输出最终结果为Q^iQ 1;否则，令inew=i+l，返回第二步。
[0081] 上述实施例中，所述步骤2)中的地震波正演模拟工具可以是有限差分法、有限元 法或者其它方法。
[0082]上述实施例中，所述步骤4)中采用的模拟退火法的实现算法是Metropolis(麦特 罗玻里)算法;为了加快所述步骤4)中模拟退火法的迭代过程，可以采用Ingber(英格堡)提 出的一种快速模拟退火法对比对向量进行更新。快速模拟退火法使用依赖于温度的似 Cauchy(柯西)分布在当前迭代向量周围产生新的比对向量，搜索范围随温度的降低而逐渐 变小。
[0083]比对向量快速更新公式为：
[0084]
(5)：
[0085] 式中，y为中间计算参数，u为随机数，均匀分布在[0，1]区间；sgn为取符号函数。
[0086] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等 都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排 除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1. 一种复杂介质近地表地层Q值的估计方法，其包括W下步骤： 1) 在目标区域进行地震实验，通过多个检波器采集目标区域的实测Raylei曲面波单炮 地震记录，并记录各检波器与震源之间的距离和地震波从震源传播到各检波器所用的时 间；采用多道面波分析方法处理实测Raylei曲面波单炮地震记录，获得近地表地层的纵波 速度、横波速度W及介质密度，得出近地表地层具有N种不同的介质； 2) 给每种介质设定一个Q值的初始值，建立近地表地层Q值的初始向量为 QO =帖，（巧，。.，Q;'，。.]，其中，帮表示第巧中介质的Q值的初始值，卽;并设定 用于模拟退火法的初始溫度To;根据近地表地层Q值的初始向量妒，使用地震波正演模拟工 具模拟由多道面波记录组成的合成Raylei曲面波单炮地震记录； 3) 使用高分辨率拉东变换分别对实测Raylei曲面波单炮地震记录和合成Raylei曲面 波单炮地震记录进行模式分离，得到基阶模式和各高阶模式的实测Ray Iei曲面波单炮地震 记录和合成Raylei曲面波单炮地震记录;根据基阶模式和各高阶模式的实测Raylei曲面波 单炮地震记录和合成Raylei曲面波单炮地震记录，分别计算基阶模式和各高阶模式的初始 目标函数值;将基阶模式和各高阶模式的初始目标函数值加权相加，得到总的初始目标函 数值； 4) 使用模拟退火法反演，得到最终的近地表地层Q值。2. 如权利要求1所述的一种复杂介质近地表地层Q值的估计方法，其特征在于，所述步 骤3)中使用高分辨率拉东变换对实测Raylei曲面波单炮地震记录或合成Raylei曲面波单 炮地震记录进行模式分离，具体包括W下步骤： ① 使用高分辨率拉东变换将实测Raylei曲面波单炮地震记录或合成Raylei曲面波单 炮地震记录从时间一空间域变换到频率一慢度域，得到实测Raylei曲面波单炮地震记录或 合成Rayleigh面波单炮地震记录的频率-慢度剖面，