主要观点总结
本文介绍了全波形反演（FWI）的发展历程、现状及其在地球科学中的应用。文章指出FWI能够精细刻画地下介质的速度结构、各向异性特征等，为深入理解地球内部结构和物质组成等提供重要约束。随着高性能计算机技术的发展，FWI在地球深部结构探测、资源能源勘探等领域展现出广阔的应用前景。杨顶辉教授等人系统回顾了FWI方法的发展历程，分析了当前面临的挑战，为推动该方法在地球科学及相关领域的新发展提供了重要参考。文章还介绍了FWI面临的主要挑战及未来的发展趋势和关键研究方向。
关键观点总结
关键观点1: 全波形反演（FWI）的发展历程和现状
FWI作为一种基于波动方程约束的高分辨率地震成像方法，近年来取得重要进展，包括波场模拟数值计算方法、新目标函数构建、变革性优化算法和多尺度成像等方面的突破。
关键观点2: FWI在地球科学中的应用
FWI已被成功应用于油气勘探、深部结构成像、地震孕育机制、工程地球物理勘探和医学成像等领域，展示了其高分辨率和高精度的优势。
关键观点3: FWI面临的主要挑战
尽管FWI成像技术具有最高分辨率的优点，但仍面临计算量大、多解性问题和震相提取与匹配困难等挑战。
关键观点4: FWI的未来发展
未来，FWI的研究和应用应重点解决上述挑战性问题，以提高成像结果的可靠性和实际应用的有效性。随着研究的不断深入，FWI有望在多个领域展现更大的应用潜力，被视为实现“透明地球”目标的关键技术。
文章预览
简介 全波形反演（FWI）能够精细刻画地下介质的速度结构、各向异性特征、黏弹性及衰减特性，为深入理解地球内部结构和物质组成、地震孕育与发生机制及板块动力学过程等提供重要约束。近年来，随着高性能计算机技术的提升、数值计算方法的进步以及多学科交叉融合，FWI在地球深部结构探测、资源能源勘探、工程地球物理甚至医学成像等领域展现出广阔的应用前景。 清华大学杨顶辉教授 等人系统回顾了FWI方法的发展历程，分析了当前面临的挑战，并提出新的见解，为推动该方法在地球科学及相关领域的新发展提供了重要参考。 相关成果发表于《中国科学：地球科学》2025年第2期。 SCIENCE CHINA Earth Sciences 在现代地球科学研究中，如何“透视”地球内部结构和动力学过程一直是科学家关注的核心问题。然而，由于地球内部的不可入性，研究
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