重力异常分离的小波域优化位变滤波方法

在重力异常分离中,频率域滤波分离方法是以全局数据频谱特征设计针对性的滤波器实现的.滤波器参数与空间位置无关,因此无法针对局部数据频谱特征动态调整滤波器参数.针对该局限性,在小波域滤波理论和优化滤波方法的基础上,本文研究提出了小波域优化位变滤波法,该方法具有空间变化滤波能力,在不同空间位置实现不同的滤波器特性,从而能实现局部数据频谱与全局数据频谱存在较大差异的重力异常分离问题.理论模型数据分离实验结果表明,在局部数据频谱与全局数据频谱差异较大的情况下,该方法相对于Butterworth滤波和优化滤波等方法具有优势.最后,用一个实例进行检验计算,体现了所提方法技术的效果和应用前景.     

位场向下延拓的最小曲率方法

针对位场向下延拓的不适定性,我们将位场向下延拓视为向上延拓的反问题,提出以位场最小曲率作为约束条件来求解稳定的下延位场.我们将剖面位场向上延拓表达式用傅里叶矩阵的形式表示,以矩阵乘法形式给出延拓的表达式,同时向待反演的下延位场引入最小曲率约束,得到向下延拓的最小曲率解,并利用正交变换给出了更为简洁的频率域解.随后,利用Kronecker积将上述全部结果拓展至三维位场,给出了三维位场向下延拓的最小曲率解.此外,我们将位场数据的填充、扩充问题与向下延拓问题统筹考虑,提出一种新的向下延拓迭代格式,该算法面向实际资料处理需求、无须预扩充或填补数据.下延迭代时,对原始数据直接向下延拓,而空白部分利用上一次下延位场估计的上延值替代其空白值并对其向下延拓,直至获得最小曲率约束下稳定的向下延拓结果.同时,我们也讨论了利用改进L曲线和广义交叉验证(GCV)计算正则参数最优估计的问题.对理论模型和实际航空重力资料进行了向下延拓检验,处理结果表明位场向下延拓的最小曲率方法解能满足实际位场资料对向下延拓处理的需求,具有较高的下延精度.     

位场异常分离的递减半径迭代法

本文提出了位场区域-剩余异常分离的空间域递减半径迭代法.由给定半径的圆周上八点位场值的算术平均导出一个新的八点圆周平均公式,它是一个由重磁数据计算区域异常的滤波器.该滤波器的传递函数有一主瓣和多个旁瓣,且半径越大,旁瓣越多,滤波器特性越差.由从大到小不同半径对应的传递函数的连乘积构造了递减半径迭代传递函数,它以大半径为参变量.递减半径迭代传递函数类似低通滤波器,其截止波数与大半径成反比.由递减半径迭代传递函数,给出空间域分离区域异常的递减半径线性迭代法,由重磁数据减去区域异常求得剩余异常.进一步,通过构造非线性修正系数,把空间域递减半径线性迭代法中线性迭代公式变成非线性迭代公式,得到空间域递减半径非线性迭代法.重磁理论模型及安徽泥河铁矿重磁资料的试验表明,空间域递减半径非线性迭代法可有效地压制假异常和高频干扰以及减少异常畸变,并能有效地分离出区域异常和剩余异常.

     

重力位场谱分析方法研究综述

利用Fourier变换将空间域位场数据变换到频率域进行谱分析是重力位场数据处理中的一种重要方法．这种方法在位场的延拓及转换、场分离、物性界面的正反演和位场的曲化平处理等方面已得到广泛的应用．本文详细介绍了位场谱分析的基本理论和方法,总结了国内外最近几十年来在这方面取得的主要成果,并提出了未来值得深入研究的方向．     

单分量地面记录地震波场分离的非线性滤波方法研究

单分量反射地震勘探地面记录的垂直位移分量uz应表示为纵波位移分量uPz和横波位移分量uSz之和.对反射地震数据进行精确处理必须从垂直位移分量uz中分离出独立的纵波位移分量uPz和横波位移分量uSz或者其他的波场分量,例如瑞雷波.现有的地面记录的纵横波分离方法建立在多分量记录基础上,而分离瑞雷波是基于波传播视速度差异的特性,其中隐含了数据观测面是弹性自由边界的假设,这和实际的地面观测条件是有差别的.文中设地面为一非弹性自由边界,利用非弹性自由边界面上的应力条件,给出了从单分量垂直位移记录uz中分离纵波垂直位移分量uPz和横波垂直位移分量uSz的非线性滤波方法.当边界为自由弹性时,该非线性滤波退化为线性视速度滤波.最后讨论了该滤波方法用于反射纵波和频散瑞雷波场分离的可能性.     

OBC与拖缆数据的子波域匹配滤波方法研究

海底电缆（OBC）采集方式的出现,导致OBC采集与拖缆采集数据进行拼接成为三维连片地震资料处理中的一个重要环节.由于采集方式不同,数据在振幅、频率、相位等方面均存在较大差异.为了消除和减小这些差异,为后续的地质解释和油气预测提供便利,本文提出了一种在子波域的1范数匹配滤波方法来计算匹配滤波因子,以用来提高OBC数据和拖缆数据的匹配精度,改善连片处理的数据品质,为后续的地质解释和油气预测提供便利.通过实际资料检验,子波域匹配滤波方法在OBC与拖缆数据拼接应用中取得了较好的效果.     

OBC与拖缆数据的子波域匹配滤波方法研究

海底电缆(OBC)采集方式的出现,导致OBC采集与拖缆采集数据进行拼接成为三维连片地震资料处理中的一个重要环节.由于采集方式不同,数据在振幅、频率、相位等方面均存在较大差异.为了消除和减小这些差异,为后续的地质解释和油气预测提供便利,本文提出了一种在子波域的1范数匹配滤波方法来计算匹配滤波因子,以用来提高OBC数据和拖缆数据的匹配精度,改善连片处理的数据品质,为后续的地质解释和油气预测提供便利.通过实际资料检验,子波域匹配滤波方法在OBC与拖缆数据拼接应用中取得了较好的效果.     

位场数据处理中的最小曲率扩边和补空方法研究

在频率域中进行位场数据的各种处理和转换时必须对网格数据进行扩边或补空处理,而扩边和补空结果的精度直接影响到位场数据处理和转换结果的精度.本文提出了一种精度较高的位场数据扩边和补空方法——最小曲率方法,给出了该方法的迭代格式,讨论了相关的技术措施.理论模型的补空试验表明,最小曲率方法补空结果的精度高于余弦方法7倍以上;而扩边和补空结果对位场数据处理和转换结果精度的影响试验表明,最小曲率方法比余弦方法平均提高2倍以上,甚至可以达到一个数量级.将最小曲率方法应用到实际资料的扩边和补空计算表明,最小曲率方法明显优于余弦方法.上述研究表明最小曲率扩边和补空方法效果好、精度高,可用于任何连续且光滑的数据的扩边和补空计算.     

航磁水平分量数据的均衡滤波位场边缘增强研究

航磁矢量数据包含异常的强弱与方向信息,能够有效减少反演的多解性,从而提高数据处理与解释的精度和可靠性.因此,我们提出了航磁水平分量数据的均衡滤波位场边缘增强技术,提高了场源边界识别的分辨率.组合模型试验证明此方法不仅能够有效均衡不同埋深的地质体的异常信息,而且能提高对于相近或叠加地质体的识别能力.将此方法应用于新疆启鑫地区实测航磁矢量数据处理,结果表明,此方法使研究区弱异常得到了有效的均衡与增强,获取了更加清晰的位场边缘细节信息,结合研究区地质概况推断出29条断裂构造线,为研究区构造演化的推断与解释提供了更加丰富的参考依据.因此,该方法在应用航磁矢量数据进行位场边缘研究方面具有重要意义,为航磁矢量数据处理与解释提供了新的技术支撑.

     

逐步逼近曲化平方法研究

位场资料的常规处理解释方法是建立在平面数据理论之上的,然而实际的位场数据大多为曲面数据,若把曲面数据当成平面数据进行处理,必然导致很大的误差,因此有必要进行“曲化平”处理. 曲化平目前存在的主要问题是计算精度低、计算量大,因此,研究快速、精度高且适合大数据量处理的曲化平方法具有重要的价值. 本文在已有的泰勒级数曲化平方法基础上提出了逐步逼近技术和平均平面技术,使得曲面位场资料处理的精度得到了很大提高. 最后通过理论模型和实际资料的处理验证了该方法的应用效果.