基于波动理论和抛物Radon变换的表面多次波压制技术

基于波动方程预测相减的表面多次波压制方法,能较好压制地下复杂介质产生的多次波,但是计算成本较高。基于滤波方法压制多次波计算效率较高,对一次波和多次波存在较大时差的地震数据有明显的压制效果,但是对来自复杂介质的地震数据较难得到良好的压制效果。将波动方程法和滤波法结合,提出一种基于抛物Radon变换和波动方程的多次波压制方法。首先应用表面多次波形成机理预测多次波,利用对应的预测多次波的地震记录和初始地震记录,在抛物Radon域设计自适应滤波函数,通过准确滤波得到多次波在抛物Radon域的能量;然后通过反变换得到多次波,从原始地震记录中减去多次波,得到压制多次波后的结果。水平层状模型及SMAART模型测试结果表明,该方法结合两种方法的优点,能够准确、高效压制来自地下复杂介质产生的表面多次波。     

基于频率拓展的表面多次波压制方法

为消除多次波预测中多余的子波效应,拓宽地震数据的频带,使预测多次波的走时、振幅和相位与实际的多次波相吻合,根据原始数据,衍生频率拓展道等多道地震数据;根据最小二乘原则,得到自适应滤波器和压制多次波后的有效波数据。结果表明:基于频率拓展的多次波压制方法,能够有效压制多次波,提高地震资料的信噪比;对水平层状模型测试结果频谱分析,自适应相减后得到的有效波同预测的多次波相比,频带拓宽,高频能量增强;通过对SMAART模型测试,基于频率拓展的多次波压制方法在噪声较强的情况下,也能得到很好的多次波压制效果。对于地质结构较复杂的情况,与抛物Radon变换滤波法相比,该方法多次波压制效果更好,并且不损害有效波能量。     

λ-f域抛物Radon变换多次波压制方法

空间截断效应降低传统Radon变换压制多次波的精度.提出一种λ-f域抛物Radon变换方法,与传统最小二乘抛物Radon变换相比,地震数据变换到λ-f域后表现为直线的映射,更便于设计滤波函数,从而有效消除传统多次波压制过程中空间截断效应的影响.另外,新变量λ的引入,使Radon正反算子成为与频率无关的矩阵,可大幅度提高计算效率.理论模型和实际海洋地震数据多次波压制试算结果表明,提出的λ-f域抛物Radon变换法可有效实现多次波压制,提高地震数据的信噪比,具有较强的实用性.     

基于克希霍夫积分的３Ｄ保幅多次波衰减方法在浅海资料中的应用

海底电缆 ＯＢＣ由于其采集方式的特殊性，能够在浅水环境下获得高品质的地震资料，相对拖缆采集能获取更多的地下有效信息。然而由于不同于拖缆的观测方式，加上海底崎岖不平产生的变周期多次波干扰，使得获得理想的成像剖面成为一大难题。因此，在保护地层有效反射的情况下尽可能地压制多次波成为首要任务。相对于其他多次波压制方法，基于水层建模理论的 ＭＷＤ方法能够更好地应用于 ＯＢＣ数据进行多次波压制。但是
常规 ＭＷＤ方法仅考虑波场在水层中的传播时间和集合扩散特征，因此不能精确地预测多次波振幅。为 解 决 该问题，本次研究在常规 ＭＷＤ方法的基础上，采用基于 Ｋｒｉｃｈｈｏｆｆ积分法对多次波贡献道集进行角度约束后叠加，有效解决了常规 ＭＷＤ方法预测多次波模型存在振幅误差的问题，使预测模型结果与实际多次波较为匹配，为后续的保幅去多次波提供了基础。理论模型和实际数据测试表明，该方法能取得较好的去多次波效果。      

黏性介质薄砂层时频特征响应分析

地下介质并不是理想的弹性介质,地层存在黏性吸收作用,对地震子波的频带及峰值频率等参数产生影响.基于波场延拓理论,采用波动方程正演模拟方法,对3种不同黏性吸收程度及厚度的薄砂层进行正演模拟;采用广义S变换,分析反射复合波的瞬时频谱.结果表明:薄砂层瞬时频谱的峰值频率与无黏性吸收作用下相比大幅度变化,导致由峰值频率预测薄砂层厚度出现较大误差.陷频频率受地层黏性吸收作用比较小,相对比较稳定.利用陷频频率出现的周期性与薄砂层厚度之间的关系预测薄砂层厚度,可以为复杂地质环境下有利薄储层的定性识别和厚度定量预测提供支持.     

基于样条小波和Gabor小波的边缘检测

提供了对图像边缘的两步检测法.先利用样条小波变换模极大值法对图像进行处理,接着利用Otsu的阀值法把模值分为边缘点,非边缘点和待选边缘点.对待选边缘点进行Gabor小波分解,再对其系数进行单阀值处理,就可得到不同尺度下较精确的图像边缘.用小波变换对图像进行边缘检测可以很好地抑制噪声,但其缺点是边缘存在不连续的现象.提供的方法保留了小波变换的优点又进一步提高了检测的精确度和图像边缘的连续性.     

基于功率谱获取海浪波长波向算法的改进

提出一种针对基于海浪图像功率谱获取海浪波长和波向的改进算法。算法首先假定海浪功率谱是一个密度不均匀的薄片平面,然后寻找其重心坐标,该坐标可等效为海浪主频位置,从而能够快速准确地得到海浪波长和波向。并经过大量的实验,验证该方法能够很好地解决基于二维傅里叶变换获取海浪图像波长、波向时主频不明显和大量频率分量没用上等缺点。     

以振幅为特征函数拾取P波、S波震相

从以下几个方面对长短时均值比法进行改进：1）使长短时均值比法作为分子的异常项不包含在作为正常项的分母中,突出其表现异常的能力;2）用振幅的4次方作为特征函数,使特征函数体现震相到时特点,拾取震相到时问题转化为寻找特征函数最大值问题;3）仅用竖直向记录拾取P波,用东西、南北两向记录联合拾取S波;4）定义用长短时均值比拾取有效波的第一个峰值为拾取到时阈值的上限,拾取干扰波最大峰值为阈值下限,证实了用振幅4次方作为特征函数拾取震相,其阈值上、下限相差明显,可以定义地震震相到时阈值为阈值下限的2倍;5）明确规定分子的短时间仅仅采用3个记录,当3个记录点包含震相初至的波峰（波谷）和前后次极大值时,长短时均值比一定可得到一个极大值,中间的数据点对应的时刻为震相初至。用改进的方法拾取100个有明显震相的地震记录震相到时,准确度很高。本文方法可以视为是对长短时均值比法的拓展,在确定P波到时阈值后,可以用于地震预警工作中的P波到时的自动拾取。     

基于谱反演的谱蓝化拓频方法研究及应用

基于谱反演的谱蓝化拓频方法在稀疏约束下充分压缩子波影响,拓宽地震的低频和高频信息,利用井上反射系数的有色项,提高地震资料的分辨力.以渤海莱州湾地区新近系为例,基于反射系数模型和单道褶积模型试验,分析谱蓝化的应用基础,基于谱反演的谱蓝化拓频方法提高薄层地震响应的效果.结果表明:反射系数模型试验时,地层薄层、反射序列时间相关关系共同主导蓝谱形态;单道褶积模型试验时,能显著拓宽地震的绝对频宽,且能突出薄层和弱反射的地震响应.基于谱反演的谱蓝化拓频方法结合谱反演和谱蓝化的优点,引入井上先验认识,提高地震资料对薄层或相邻期次砂体的可描述性,且不容易产生解释假象.实钻井证实该方法能改善砂体的叠置关系,提高井上标定的相关因数.     

重力和形变资料联合反演地壳密度时间变化的一种方法

基于单层位理论，利用动态大地测量基本方程，选取Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ虚拟球作球近似，同时将地面观测数据δｇｔ（重复重力）和δＨｔ（重复水准）等解析延拓至Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上，得到求解地壳内部密度时间变化及相关重力位场时间变化的一组公式，并给出了相应的迭代求解方法     

P波初动包络线增长率区域特征的初步讨论

使用B-Δ方法对日本东北地区265个地震事件进行分析，得到该地区P波初动包络线增长率，研究其区域差异特性。利用P波初动2～3 s的数据，通过经验公式预测地震震中距；通过对P波初动波形拟合公式Bt·exp(－At)得到拟合参数A和B；在确定公式斜率值后，得到经验系数c值。结果显示，该地区记录到的地震波P波包络线增长率存在一定的深度依赖性，深度较小的地震得到较小的c值，即表现出较为平缓的P波包络线增长率；深度较大的地震得到较大的c值，即表现出较为陡峭的P波包络线增长率。     

基于S变换的瑞利面波频散分析

提取面波频散曲线是面波资料处理中最关键的一步.由于时频分析方法的局限,提出了利用S变换进行瑞利面波频散分析的方法,并给出了具体算法.该方法在时间-频率域中计算相邻两道面波记录同一频率的时间差,再利用道间距除以该时间差来得到该频率对应的相速度,这样避免了在道间距较大的情况下,传统的相位谱法可能造成相位差的缺陷.通过理论模型和实际资料对该方法进行了验证.结果表明,该方法能够提高瑞利面波频散曲线的提取精度,而且算法简单,具有一定的实用性.     

基于S-变换的GNSS滑坡变形监测数据信息提取与抑噪

提出一种基于S-变换的变形监测数据抑噪方法。首先采用S-变换对监测数据进行时频分析,得到二维时频矩阵,再根据二维时频矩阵设计时频滤波器,最后利用时频分析反变换方法重构信号。采用模拟数据和滑坡变形实测数据对该方法的有效性进行验证。结果表明,相较于小波滤波方法,经该方法处理后的变形数据的RMSE和SNR均较优,可准确提取监测点的变形特征,为滑坡变形预测预报提供可靠的监测数据。     

形变监测网的基准与形变模型反演

本文利用自由网位移解之间的相似变换关系,讨论了利用各种自由网位移解作形变模型反演及求形变网基准问题,说明形变网除了可以用网内的点作为基准(称为内部基准)外,还可以根据某些外部条件,例如通过形变模型反演,得到与形变相拟合的观测位移场,即以形变模型为基准的观测位移场。这类基准可以称为外部基准。把相似变换参数及水平位移旋转中心也作为反演的未知参数,可以利用形变网的任何一个自由网位移解作某一形变模型反演并得到唯一的解。这种反演方法不仅可以充分利用有形亏的重复边长、角度或高差观测资料,而且可以同时利用观测方法不同的多个独立形变观测网的位移资料。     

顾及地理-语义动态的城市热点预测框架

城市热点时空预测是城市管理和智慧城市建设的一项长期而富有挑战性的任务。准确地进行城市热点时空预测可以提高城市规划、调度和安全保障能力并降低资源消耗。现有的区域级深度时空预测方法主要利用基于地理网格的图像、给定的网络结构或额外的数据来获取时空动态。通过从原始数据中挖掘出潜在的自语义信息,并将其与基于地理空间的网格图像融合,也可以提高时空预测的性能,基于此,本文提出了一种新的深度学习方法地理语义集成神经网络(GSEN),将地理预测神经网络和语义预测神经网络相叠加。GSEN模型综合了预测递归神经网络（PredRNN）、图卷积预测递归神经网络（GC-PredRNN）和集成层的结构,从不同的角度捕捉时空动态。并且该模型还可以与现实世界中一些潜在的高层动态进行关联,而不需要任何额外的数据。最终在3个不同领域的实际数据集上对本文提出的模型进行了评估,均取得了很好的预测效果,实验结果表明GSEN模型在不同城市热点时空预测任务中的推广性和有效性,利用该模型可以更好地进行城市热点时空预测,解决一系列如犯罪、火灾、网约车预订等等现代城市发展中亟需解决的相关问题。     

Ｓｅｉｓｌｅｔ变换在海上拖缆多震源采集数据分离中的应用

多震源混合采集技术具有减小勘探周期、降低勘探成本、提高数据质量等方面的优势，近年来，海上拖缆多震源混合采集技术得到了发展和应用，由于海上拖缆采集每炮对应的排列位置随着炮点同步移动，导致多震源混合数据的分离往往是一个欠定的反演问题，Ｓｅｉｓｌｅｔ变换对地震数据具有更好的压缩特性，并且能够压制随机噪声，为此，分析了不同数据域海上拖缆多震源采集数据特征，将 Ｓｅｉｓｌｅｔ变换应用于海上拖缆多震源混合数据的分离，海上拖缆多震源合成和实际采集的混合波场分离结果表明，该方法能够取得更好的分离效果。      

2021-09-16泸县MS6.0地震前波速比变化研究

基于2017～2022年M_L≥1.5地震的初至P、S波走时数据,利用单震多台和达法计算波速比,探讨2021-09-16四川泸县M_S6.0地震前后震中附近地区的波速比变化特征。结果表明,泸县M_S6.0地震前震中附近波速比出现下降-回升变化,下降持续时间约1.25 a,回升持续时间约0.5 a,波速比低值集中在震中周边区域。2019年泸县M_S6.0地震前,震中西北侧约66 km处发生的威远M_S5.4地震、资中M_S5.2地震周边波速比也出现相似的下降-回升变化,下降时间约2 a, 2次地震发生在波速比回升阶段,地震后波速比继续上升,直至泸县地震的发生,且2次地震震中也位于波速比低值集中区。     

改进的基于累加投影图匹配的点云配准算法

针对大规模点云数据配准拼接中存在的运算耗时长、结果精度低等问题,提出了一种改进的基于累加投影图匹配的点云自动配准算法,该算法首先将三维点云累加投影到二维平面,之后利用尺度不变特征变换算法匹配累加投影图得到匹配点对。在此基础上,根据匹配点对与三维点云数据之间的关系得到三维点云块,最后利用迭代最近点算法匹配三维点云块得到配准结果。实验表明,与Super4PCS算法和基于累加投影图线特征匹配算法相比,本文算法在车载和固定站点云数据配准中都能得到有效的结果,针对大规模点云的处理速度能够提高20倍以上,且能将配准精度提高到0.1 m以内。     

山西地区地壳S波速度结构

利用山西及周边共44个宽频地震台2014-01~07地震噪声数据,反演瑞利波群速度和相速度频散,得到研究区域的三维剪切波速度。上地壳中,山西断陷带表现为较低的速度异常,而两侧的隆起区则显示高速异常;中下地壳主要表现为以北纬38.5°左右为界的南高北低的速度特征。大同盆地从浅部到中下地壳整体呈现为低速特征,与该地区广泛存在的火山群有关。     

基于VTI介质模型的井间地震建模方法

针对井间地震数据各向异性特征明显、常规的基于各向同性介质的建模方法难以满足井间地震高精度和高分辨率成像的需要这一问题，在理论分析VTI介质中波场特征的基础上，给出了基于VTI介质模型的井间地震建模方法和实现过程，利用该建模方法得到的模型模拟出的合成井间地震记录与实际井间地震记录在波场的运动学特征和动力学特征方面都有较好的一致性，并验证了该方法的有效性。