时延地震处理中的共反射点道集抽取方法

非重复采集地震资料进行时延地震一致性处理时,首先需要消除两期资料观测系统的差异.在分析同一区块不同时期地震资料观测系统差异的基础上,本文提出共反射点道集抽取方法,大幅度提高了两期资料观测系统的一致性,为后续的时延地震一致性处理打下基础.     

地震叠前共成像点道集属性增维分析与解耦合应用

地震叠前共成像点道集比成果资料蕴含更多的信息,分析其特征并有效应用,可提高地质目标的描述精度.本文创新将叠前共成像点道集分频构建三维数据体,多维度系统分析地震属性随偏移距、频率变化的耦合关系,明确了差异变化特征,找到了等效叠加成像后地震属性混叠的原因.理论与连续频率正演合成带限子波,进一步分析地震属性随频率变化特征,发现纯频子波与带限子波的属性差异,认为纯频子波比带限子波更能准确地反映地质目标.针对叠前共成像点道集属性差异,面向地质目标,提出了属性解耦合应用策略.在CD油田,选取叠前共成像点道集属性稳定部分叠加,消除偏移距对地震属性的影响,保真度提高,有效频带变宽,主频提高.分频处理消除不同频率间的干涉影响,面向目标优选出纯频体.纯频体与地质体对应关系稳定,反映微幅构造和储层特征更明显,可有效挖掘出地震资料的潜力,实现地质目标的精细描述.     

叠前偏移共成像点道集的对比分析

本文首先对各种不同类型的共成像点道集进行了概述,然后从定义、主要用途、提取方法、剩余曲率关系以及共成像点道集与速度误差间的联系等方面进行具体的比较分析,给出了定量和定性结果,从而对各种共成像点道集的特征有了更深入的认识,可作为进行有效偏移速度分析时的参考依据.最后又基于模型分别提取了偏移距域共成像点道集(ODCIGs)...     

基于共姿态道集的静校正方法

静校正问题是地震勘探的关键问题,直接影响地震勘探精度和准确性.实际地震采集过程中,当在相同接收点位置上不同时间内插拔布设了不同的检波器时,对于目前基于地表一致性理论假设的基准面静校正和剩余静校正,以及非地表一致性剩余静校正都不具备适用条件.为解决这一问题,本文提出了基于共姿态道集的静校正方法,将相同接收点位置上不同时间布设的检波点所接收的地震数据抽成不同的共姿态道集,在共姿态道集内实施地表一致性静校正;当某接收点位置上具有若干个共姿态道集时,该接收点位置上可能会存在多个检波点静校量;炮点静校问题仍然采用地表一致性静校正方法解决.该方法解决了同一接收点位置上不同共姿态道集之间的非地表一致性静校正问题,同时也解决了全区的检波点和炮点的地表一致性静校正问题,在实际数据应用效果明显.

     

基于偏移成像道集的剩余静校正方法

针对陆上地震资料处理的静校正问题,提出了一种基于偏移成像道集的剩余静校正方法.与传统的由动校正后的CMP道集中拾取剩余时差不同,本文基于偏移成像道集求取剩余时差,避免了复杂情况下同相轴归位不准确导致的剩余时差拾取误差.通过生成随炮点和检波点位置变化的偏移道集,实现了由偏移道集中直接拾取炮、检点的地表一致性剩余时差;该炮、检点偏移道集只在指定的局部时窗生成,并不增加大的计算量.二维和三维实际数据测试表明了该方法的有效性和实用性.     

基于图割与快速水平集的腹部CT图像分割

针对腹部CT图像中组织分割的问题,提出了一种基于图割与改进的快速水平集的交互式分割方法。首先对人工给定的一个待分割目标的初始轮廓作膨胀运算,将所得内部边界所有像素点作为源点、外部边界像素点作为汇点构造图,并通过图割方法对CT图像进行初步分割,然后以膨胀所得内部边界作为初始轮廓,通过基于区域竞争主动轮廓模型（RCAC）的...     

基于改进型图像信息方法的汶川地震前电离层参量时空特征研究

震前加速破坏阶段地壳岩石破裂过程中可能辐射电磁信号,提取与之相关的电磁信号异常有助于认识地震孕育及破坏过程,从而为防震减灾提供支持.本文提出了改进型图像信息方法(Modified Pattern Informatics Method,MPI方法),并用于汶川地震前电离层参量时空特征信息的提取.通过分析对比处理前后的DEMETER电磁卫星时空图像可以发现,原始时空图像一般存在季节性和空间性的变化规律,较难获得有意义的信息;而采用MPI方法处理后,则发现汶川大地震前,电离层参量存在明显的异常变化.从而,证明了MPI方法具有消除背景趋势、突出短期变化的能力,可以有效地提取强震相关的电磁前兆信息.     

基于图像信息的地震断层增强方法及其应用

随着石油开采程度的不断加深,勘察地下隐伏的地质构造显得尤为重要,特别是那些对石油勘探与开发有重要影响的断层.由于地震数据的采集受到多种因素的影响,降低了数据质量和信噪比,干扰断层解释的准确性.本文采用的基于图像处理的地震断层增强技术,能够减少各种随机因素的影响,使断层刻画得更清晰,边界轮廓更清楚.该技术主要是在图像信息提取的基础上,利用地震剖面的方向和各向异性等信息,进行广义Kuwahara滤波,达到对断层增强的目的.该技术在断层解释方面有较好的应用价值.     

基于图像信息方法的日本东北MW9.0地震回溯性预测研究

以日本局部地区(32.0°~46.0°N, 136.0°~148.0°E)为研究区域, 应用图像信息方法, 选用8 a滑动预测窗长, 1°×1°网格为主要计算参数, 系统计算了研究区域内2000年以来的“地震热点”(显著异常地区)并获得了区域内7级以上大震特别是2011年日本东北M_W9.0地震的热点演化图像。 结果表明: ① 包含M_W9.0地震的预测时间窗内, 其震中的邻近网格持续有热点出现, 并且其中有4个连续滑动的窗口中该地震震中所在网格亦存在热点。 ② 在回溯时间段内发生的21个M≥7.0地震中, 除2004年9月5日发生于日本近畿南岸近海的M7.1地震前无地震热点外, 绝大多数在震前皆有热点出现。 ③ 与其他M≥7.0地震相比, M_W9.0地震前热点图像分布范围更广, 稳定性更好, 持续时间更长。     

利用图像信息方法研究芦山MS7.0地震前川滇及附近地区的图像异常

图像信息方法是一种基于统计物理学的地震预测方法. 该方法通过严格的统计检验给出地震活动状态显著偏离平均状态的地区(即显著平静或显著活跃的地区), 称为“地震热点”. 以往研究结果表明该方法是一个预测效能较高的中长期地震预测方法. 本文利用中国地震台网中心提供的1970年以来的地震目录, 在剔除余震、 选取完备震级的基础上, 基于前期研究工作结果中预测效能较高的计算参数, 即网格尺度为2°×2°、 预测时间窗为9年, 分析2008年汶川M_S8.0地震后到2013年芦山M_S7.0地震前川滇地区的图像信息演化过程. 结果表明, 2009—2010年间芦山M_S7.0地震震中附近的鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和安宁河断裂带交汇区(29°—31°N, 101°—105°E)存在明显的地震热点, 2011—2012年该地震热点缩小至(29°—31°N, 101°—103°E)范围, 2012年以后消失, 继而于2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文还对比研究了网格尺度为1°×1°时的图像信息演化过程, 结果显示2009—2010年芦山地震附近的新津—成都—德阳断裂南部、 龙泉山西缘断裂南段、 马边—盐津断裂带、 峨边断裂带、 天全—萦经断裂带(29°—30°N, 103°—104°E)也出现过地震热点, 2011年以后该热点消失, 2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文讨论了计算参数对预测结果的影响, 并根据目前存在的地震热点分析了川滇及附近地区今后强震发生的可能地点.      

基于动态图像变形的PP与PS波层位直接匹配

多分量地震资料的矢量偏移、多波地震资料的联合解释与反演均需要估算纵横波的速度比,实现纵波与转换横波在时间或深度域的匹配.基于DTW,本文实现了一种适用于PP与PS波直接匹配的动态图像变形算法.该算法分为三个部分：首先,使用二阶对称动态规划算法逐样点递归计算PP与PS波走时或深度的误差累积和;其次,在以误差累积和为目标函数的回溯阶段设定变形窗,并在纵横波速比约束的变形窗内递归回溯搜索匹配路径;最后,根据最大相关系数判定准则在匹配路径中确定最佳匹配路径,获得使PP与PS波匹配的拉伸或压缩时移量.利用所获得的拉伸压缩时移量计算纵横波速度比就可以实现PP与PS波之间的匹配.模型与实际陆上多分量地震资料测试结果表明：该方法具有较高的匹配精度,且对于信噪比、相似度较低的多分量地震资料,该方法也能产生较好的匹配效果.

     

区域地震信号自动识别方法及应用(英文)

地震信号的实时、自动、准确识别对于地震自动速报和地震预警十分重要。仿真信号试验分析表明,观测数据的四阶统计量函数(BKCF)对信号与噪声在能量和(或)频率方面的微弱差异变化具有较高的分辨能力。以此为基础,本文提出了一种新的自动探测区域地震事件的方法和测定直达波震相到时的BKCF-AIC方法。为了进一步提高波震相到时测定的精度,本文首先对指定时段的P-波记录进行偏振特性分析,其次对含有P波的S波记录进行偏振滤波处理,再次应用上述方法测定震相到时。与传统算法相比,基于山东测震台网记录的区域地震震例分析结果表明,使用本文提出的方法能够大幅度降低地震事件误检、漏检率,进一步提高了震相识别精度。     

Hybrid seismic modeling based on discrete-wave number and finite-difference methods

Any calculation of seismic wave propagation comprising the seismic source, the travel path, and the receiver site in a single finite-difference (FD) model requires a considerable amount of computer time and memory. Moreover, the methods currently available for including point sources in the 2D FD calculations are far-field approximations only. Therefore we have developed a new hybrid method for treating the seismic wave fields at localized 2D near-surface structures embedded in a 1D background medium, and excited by a point source. The source radiation and propagation in the background model is solved by the discrete-wave number (DW) method, while the propagation in the local 2D structure is calculated by the FD method. The coupling between the two sets of calculations is performed on a rectangular excitation box surrounding the local structure. We show the usefulness of the method in ground-motion studies where both near-field source effects and local site effects are important. Technical problems connected with the inconsistency between the 3D source radiation and the 2D FD calculation are minor for the relatively distant in-plane point explosive sources, but are more serious for the in-plane dislocation sources.     

地震重点监视防御区县级行政单元地震危险性的差异统计及其分类管理的建议

本文利用GIS技术,将全国地震重点监视防御区(重防区)县级行政单元边界分别与中华人民共和国地震动峰值加速度图和中国及邻区地震区带和潜在震源区划分图叠加,对各县分别计算了如下4个地震危险性指标:(1)县境内最高地震动峰值加速度等级;(2)县境内面积比例最大的地震动峰值加速度等级;(3)县境内最高潜在震源区震级上限等级;(4)县境内面积比例最大的潜在震源区震级上限等级.通过分类统计全国重防区县级行政单元的地震危险性分布,得到的结论是:虽然同为重防区但各地的地震危险性相差巨大.据此,建议根据地震危险性的不同在重防区采取如下措施:第一,不论是何种类型的重防区,均应按中国地震动参数区划图对新建工程做抗震设防,对已有建筑做抗震加固;第二,位于高地震危险性的区域,特别是位于具7级以上潜在地震危险的重防区,要加强与防灾有关的应急准备、城市规划、地震监测预报、地震应急响应等专门措施.     

基于区域地震活动频次对比的余震删除方法

从尽可能科学地删除余震, 又保留有价值的地震预测信息的目的出发, 提出了一种既考虑地震序列特征, 又基于主震后孕震区内的余震活动频次与区域地震活动正常时段频次相比的删除余震方法(简称SMRZ方法), 编制了相应的计算程序。 以西北地区发生的几次较大地震为例, 对该文提出的SMRZ方法、 广泛使用的K-K方法以及G-C方法的删除余震效果进行了对比研究。 结果表明, 与其他方法相比, 笔者提出的方法识别余震时、 空分布范围比较合理, 同时保留了对未来地震有重要预测意义的前震, 有较好的实际应用效果。     

全卷积神经网络在建筑物震害遥感提取中的应用研究

为解决建筑物震害信息提取自动化程度不高的问题,本文将全卷积神经网络应用于建筑物震害遥感信息提取。以玉树地震后获取的玉树县城区0.2m分辨率航空影像作为建筑物震害信息提取试验数据源,将试验区地物划分为倒塌建筑物、未倒塌建筑物和背景3类。对427个500×500像素的子影像进行人工分类与标注,选取393个组成训练样本集,34个用于验证。利用训练样本集对全卷积神经网络进行训练,采用训练后的网络对验证样本进行建筑物震害信息提取及精度评价。研究结果表明：建筑物震害遥感信息提取总体分类精度为82.3%,全卷积神经网络方法能提高信息提取自动化程度,具有较好的建筑物震害信息提取能力。     

基于FCM聚类约束的直流电阻率法与地震走时成像法二维联合反演

通过引入模糊均值聚类(FCM)模型约束函数对电阻率与速度进行约束,开展二维直流电阻率法与地震初至波走时成像法联合反演研究.在地下浅层结构勘探中,通常低电阻率的地质体具有低速特征,较高电阻率的地质体表现为较高的地震波速度.直流电阻率法因为低电阻率区域吸引电流而对其敏感,地震走时成像法因为射线集中在高波速区而对高速体敏感,因此,两者联合成像能够大幅度提高反演效果.合成数据反演表明,直流电阻率法和地震初至波走时联合反演对于两类地质体的分辨能力均有提升,能够优势互补.尤其是引入FCM模型约束进行联合反演,根据已知物性进行监督学习,进一步提高了反演质量,改善了成像模型的分辨率.

     

基于Seislet-TV双正则化约束的地震随机噪声压制方法

人工地震数据总是受到随机噪声的干扰,地震数据时-空变的特性使得常规去噪方法处理效果并不理想,容易导致有效信号的损失.目前广泛应用的预测滤波类方法存在处理时变数据能力不足的问题.随着压缩感知理论的不断完善,稀疏变换阈值算法能够解决时变地震数据噪声压制问题,但是常规的稀疏变换方法,如傅里叶变换,小波变换等,并不是特殊针对地震数据设计的,很难提供地震数据最佳的压缩特征,同时,常规阈值算法容易导致去噪结果过于平滑.因此开发更加有效的时-空变地震数据信噪分离方法具有重要的工业价值.本文将地震数据信噪分离问题归纳为数学基追踪问题,在压缩感知理论框架下,利用特殊针对地震数据设计的VD-seislet稀疏变换方法,结合全变差（TV）算法,构建seislet-TV双正则化条件,并利用分裂Bregman迭代算法求解约束最优化问题,实现地震数据的有效信噪分离.通过理论模型和实际数据测试本文方法,并且与工业标准FXdecon方法进行比较,结果表明基于seislet-TV双正则化约束条件的迭代方法能够更加有效地保护时-空变地震信号,压制地震数据中的强随机噪声.

     

基于精确震源函数的解调包络多尺度全波形反演

本文提出解调包络方法来重构地震记录中缺失的低频信号,同时该方法能够降低全波形反演的非线性程度;提出伴随状态震源函数反演方法来得到精确的震源函数,并推导了梯度计算公式;解调包络方法结合低通滤波技术,实现了从低频到高频的多尺度反演策略,有效缓解了全波形反演的周波跳跃问题.数值算例证明了解调包络、伴随状态震源函数反演方法和低通滤波多尺度反演策略的可行性及优越性.震源函数反演精度测试结果表明：即使观测记录在缺失低频信息的情况下,也能反演得到精确的震源函数.缺失低频测试和抗噪能力测试结果表明：即使地震数据中缺失9Hz以下的低频信号或者信噪比极低的情况下,利用反演得到的精确震源函数进行解调包络多尺度全波形反演,同样可以得到高精度的全波形反演结果.与Hilbert包络全波形反演对比结果表明：解调包络在重构低频和降低伴随震源主频方面具有一定优势.

     

复杂固-液介质的速度应力方程三角形单元间断伽辽金地震波模拟算法

间断伽辽金法可用于存在复杂边界条件的模型,同时具有高阶精度和易于并行计算的优点,因此近年来在地震波传播模拟研究中得到了快速发展.数值通量是间断伽辽金法的关键组成部分之一.相比于其他通量,基于Rankine-Hugoniot跳跃条件的通量（RH-condition通量）在固体和液体介质边界具有更宽的稳定性,可以使用更大的时间步长,尤其是液体和固体之间的波阻抗差异较大时.它已被用于基于四边形网格和速度-应变方程的间断伽辽金地震波固液介质模拟.本文为了模拟陆地自然水体等存在复杂固-液界面形状的地震波传播,并在未来与其他数值方法耦合,发展了基于三角形网格的RH-condition通量间断伽辽金方法,使用一阶速度-压力声波和一阶速度-应力弹性波方程模拟复杂固-液介质中地震波的传播.通过水平层状和sin型起伏固-液模型,验证了该方法模拟结果的准确性.通过数值模拟展示了所提出的间断伽辽金法在不同网格大小和阶数下的准确性和效率.最后通过一个复杂模型的例子表明存在复杂固-液界面时该方法可以准确施加固-液边界条件.