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不同地球物理方法获取的三维地壳模型存在多解性问题以及模型之间分辨率、深度及属性差异问题,难以实现不同模型地质特征融合和地壳结构统一模型构建;基于地球物理正、反演方法获取的三维地壳模型多是由地球物理属性构成的规则网格模型,并未实现地壳结构的三维可视化,无法获取内部结构的空间展布特征和属性场特征。本文提出一种基于三维地壳模型的地震波速度场模拟和可视化方法,实现了多源异构三维地壳模型的速度场融合以及三维地壳结构速度场模型构建和三维可视化,主要研究成果如下:(1)基于协同克里金方法、地统计学原理、地震、重力物性关系以及三维变异函数拟合方法,提出一种多源异构三维地壳模型的速度场融合方法。建立受各模型地质特征约束的地壳结构融合速度场模型,统一多源异构三维地壳模型分辨率、深度、属性及结构差异,融合不同三维地壳模型地质特征信息。(2)利用开源平台Paraview开展地壳结构三维建模方法研究,实现地壳结构三维可视化。基于三维地壳结构融合速度场模型数据,对地壳结构开展边界特征和速度场特征提取方法研究,获取各地层边界及属性场信息。采用Delaunay三角剖分方法和不规则四面体剖分方法模拟地壳主要间断面及速度异常的三维空间展布特征和各地层及速度异常的三维速度场空间分布特征。基于VTK三维数据格式构建地壳结构的三维混合模型,实现了对地壳结构边界特征和属性场特征的综合表达。(3)利用地震波速度场模拟地震波传播规律,实现地壳结构三维速度场各向异性和非均质性表达。基于Python程序化脚本,利用地震波射线追踪模拟方法研究复杂三维地壳结构的地震波射线传播规律。在已构建的地壳结构三维混合模型基础上,分别实现对滑行波和折射波的射线传播路径模拟,表达地壳结构中速度场各向异性和非均质性。(4)选取华北克拉通中部山西断陷带作为研究区对以上方法进行验证。以该区域为例,构建包含P波速度结构和S波速度结构两种模型特征的三维地壳结构融合速度场模型,并实现了山西断陷带区域地壳结构的统一建模以及三维地壳结构速度场模拟和可视化,结果表明该方法方具有可行性和有效性。主要创新点为:(1)提出一种全新的速度场融合方法,实现对多源异构三维地壳模型的差异整合与统一建模;(2)基于地震波速度场三维建模方法和地震波射线追踪模拟方法,尝试利用开源平台Paraview实现对地壳结构三维速度场模拟与可视化。