三分量地震资料的偏振分析

将奇异值分解运用于三分量地震资料矩阵中,得到了径向能量这一具有物理内涵的数学表达式.证明了资料矩阵的总能量可用奇异值的平方和来表达,以及P波到达的径向能量最大值在第一奇异向量方向出现.据此得到偏振属性,其中最显著的特点P波出现在径向能量接近于最大的地方,这可以给弱信号提供较准确的到时.为发展同时利用偏振和频散资料的联合反演不同周期面波相速度的横向不均匀分布这一新的反演方法提供偏振分析的基础数据.     

提高地震数据信噪比的PCA方法

由于地震数据中存在各种各样的噪声,怎样去压制或者滤除这些噪声,以至提高信噪比成为当前地震信号处理中关键步骤.本文根据地震数据中随机噪声干扰和可能存在的工业单频噪声干扰的特点,采用主成分分析技术,即通过正交分解得到数据矩阵的主分量,并利用不同的主分量进行信号重构,从而达到去除单频干扰和随机噪声的目的,有效地提高了地震数据...     

可展宽地震资料有效频宽的随机噪声衰减方法

很多地区地震资料的信噪比较低,而用于压制与信号具有不同方向的随机噪声的常规二维滤波方法常常产生假信息。基于相邻信号具有相干性这一假设,本文提出了一种叠后衰减随机噪声的多道滤波方法。该方法利用信噪比最高的中频段信息(含有主频的这一频率区间)分时窗计算信号单位矢量,并将该时窗内全频段数据向信号单位矢量方向投影,对各时窗(包括时间方向和空间方向)重叠部分按比例进行加权。我们利用这种方法对含有陡倾角的合成地震数据和海上二维实际地震资料进行了处理,处理效果很好。这种方法较为费时,但不受倾角限制,应用范围广。     

一种提高振动源扫描算法信噪比的方法

在对原始数据进行适当光滑的基础上,利用局部极值特性拟合出数据包络线。经地震波形数据计算检验,利用这种包络线可以较好地提高振动源扫描算法(SSA)的信噪比。而对于无源的随机振动,该方法给出的SSA亮点函数高低值较接近,且亮点函数的高值分布随扫描起始时间及扫描长度的变化与有源信号有较明显差异,这也为评价某时刻点上是否存在有源信号提供了一定的判据。     

基于西部某工区低信噪比地震资料处理效果分析

为了实现资源的接替,我国的资源勘探逐步进入西部领域。由于激发和接受的条件较差,给野外采集工作带来了新的困难,导致采集到的原始野外资料信噪比较低,针对工区低信噪比地震资料反射信号较弱,声波面波干扰严重等特点。本文首先深入分析了低信噪比资料的特点,在此基础上结合适合低信噪比地震资料的处理方法流程,优选二维的F-K滤波对干扰波进行压制,处理前后进行对比,通过对比分析它们的适应性,得出一个适合于研究区低信噪比地震资料的滤波方法。     

多分量地震极化分析评述

多分量地震勘探弥补了用常规单分量地震勘探进行岩性识别、地层构造解释时造成的多解性的不足.极化分析方法在多分量地震资料处理中又起着举足轻重的作用,它根据各种类型的波在传播过程中不同的极化矢量,对地震资料进行震相识别、波场分离和去噪等,为多分量地震资料的后续处理和解释打下基础.目前,国内外学者对极化分析方法进行了大量的研究...     

基于加窗Hilbert变换的复偏振分析方法及其应用

考虑到传统Hilbert变换所隐含的无限长序列假设的实际局限性, 本文将多窗分析法引入到短时序列Hilbert变换中, 通过构建复协方差矩阵和对该矩阵的特征值与特征向量的求解, 获得三分量地震记录的时变偏振参数;基于不同波型的偏振特性与实测偏振参数, 采用线性_余弦权重函数或高斯权重函数自适应空间滤波, 识别与分离具有特定偏振特性的不同地震响应. 针对天然地震三分量记录的处理结果表明, 该方法在识别、分离具有特定偏振特性的不同地震响应方面具有一定的潜力.     

提高台站地震资料信噪比的自适应极化滤波

基于标准协方差极化滤波方法（SCM）,由于其物理意义明确、易于实现、计算效率较高,在多分量地震处理中发挥着重要的作用。但该方法的时窗长度选择完全依赖于经验判断,不可避免地会出现解释上的人为影响。基于此,对协方差矩阵的分析时窗进行改进,时窗的长度自适应于三分量地震记录的瞬时频率,实现了自适应协方差极化滤波方法（ACM）。模型数据及实际三分量台站地震数据处理结果表明,ACM对局部变化比较剧烈的信号更加敏感,极大提高了滤波精度。     

基于Hessian矩阵的地震随机噪声压制方法

随机噪声的压制在提高地震资料信噪比方面发挥重要作用.考虑到传统去噪方法在构造复杂地区难以取得理想的去噪结果,本文提出基于Hessian矩阵特征值对应的线性目标关系在多个尺度上对随机噪声进行压制.该方法将地震信号看作不同尺度的曲线,从而利用Hessian矩阵在曲线检测方面表现出的良好性能实现信噪分离.该方法与传统方法相比不受地层倾角的限制,因此能够处理构造较为复杂地区的地震数据.利用模型及实际资料对该方法进行了验证并与传统方法F-X反褶积的去噪结果做对比,结果表明基于Hessian矩阵的随机噪声压制方法在构造复杂地区能够保持有效信号的完整性.

     

一种优化预测滤波压制随机噪声的方法

针对低信噪比地震资料中的随机噪声干扰,提出了一种优化的预测滤波方法.通过对AR模型数学表达式进行改写,然后引入反褶积代价函数,最后推导得到压制随机噪声的递归算法.该算法实现了单道压制随机噪声,保护了有效信号的细节部分,比基于常规最小二乘代价函数的滤波算法收敛更快.通过模拟和实际地震资料验证表明,该方法能较好地压制低信噪比资料中的随机噪声干扰,同时能较好地保护有效地震信号.     

利用数字图像处理技术提高地震剖面图像信噪比

提出了利用数字图像处理技术提高地震剖面信噪比的新方法，首先根据数字图像处理要求的格式，对地震剖面数据进行转换，得到地震剖面图像，分析了地震数据特点和初步地震图像的实验结果后，设计了新的预处理方法——“二维沿层滤波”，在此基础上，利用可以计算帧间运动速度及其变化都较大的改进的光流分析技术，计算出多幅地震剖面对应点的偏移量，然后应用图像积累技术对这多幅地震剖面进行积累，实现对三维地震数据体提高信噪比的处理，该方法充分利用了三维地震信息，不但可以提高整个数据体的信噪比，而且可以减少信号能量的损失，并保持原来的信号能量关系，使地震剖面的质量得到明显提高，为地震解释奠定良好的基础。     

基于分数阶小波域GSM模型的地震信号随机噪声压制方法

地震信号中的随机噪声是一种干扰波,严重降低了地震信号的信噪比,并影响着资料的后续处理和分析.本文根据地震信号中有效信号和随机噪声的差异,结合分数阶B样条小波变换与高斯尺度混合模型提出了一种地震信号随机噪声压制方法.首先利用分数阶B样条小波变换将含噪地震信号映射到最优分数阶小波时频域内,然后对各小波子带系数分别建立高斯尺度混合模型,由贝叶斯方法估计出源地震信号小波系数,最后使用分数阶B样条小波逆变换重构得到降噪后的地震信号.利用本文方法对合成地震记录和实际地震信号进行降噪处理,实验结果表明本文方法能够有效地压制地震信号中的随机噪声,并且较好地保留了有效信号.

     

用时频峰值滤波方法消减地震勘探资料中随机噪声的初步研究

时频峰值滤波算法是一种新颖的基于时频分析的信号增强算法,能够有效地消除随机噪声,恢复有效波信息.本文将这种时频分析算法用于消除地震勘探资料中的随机噪声,对淹没于随机噪声下的40道共炮点记录进行时频峰值滤波,恢复出来的共炮点记录可以清楚地表现原始记录同相轴的位置.经过对40道中任选两道（即第21道和第7道）滤波前后的子波形态Wigner\|Ville分布、傅立叶振幅谱等的比较,可知仅在谷值和峰值点误差较大,子波带宽相对误差小于25％.仿真试验表明信噪比可达－7dB,说明该方法可以有效地消减地震资料中的随机噪声.     

Frequency dependent polarization analysis of ambient seismic noise recorded at a broadband seismometer in the central United States

We present a new approach to polarization analysis of seismic noise recorded by three-component seismometers.It is based on statistical analysis of frequency-dependent particle motion properties determined from a large number of time windows via eigenanalysis of the 3-by-3,Hermitian,spectral covariance matrix.We applied the algorithm to continuous data recorded in 2009 by the seismic station SLM,located in central North America.A rich variety of noise sources was observed.At low frequencies (0.05 Hz) we observed a tilt-related signal that showed some elliptical motion in the horizontal plane.In the microseism band of 0.05-0.25 Hz,we observed Rayleigh energy arriving from the northeast,but with three distinct peaks instead of the classic single and double frequency peaks.At intermediate frequencies of 0.5-2.0 Hz,the noise was dominated by non-fundamental-mode Rayleigh energy,most likely P and Lg waves.At the highest frequencies (3 Hz),Rayleigh-type energy was again dominant in the form of Rg waves created by nearby cultural activities.Analysis of the time dependence of noise power shows that a frequency range of at least 0.02-1.0 Hz (much larger than the microseism band) is sensitive to annual,meteorologically induced sources of noise.     

相控震源对地震信号信噪比的改善研究

当测区噪声很强,采用组合震源工作仍然不能满足信噪比要求时,为进一步提高地震勘探信噪比,引入能形成定向地震波的相控震源.针对水平层状介质模型,对组合震源、相控震源地震进行了数值模拟,并定量计算了采用4,8,15,20单元的组合与相控震源地震数据的信噪比,同组合地震相比,相控地震使来自不同反射层的反射波信号的信噪比平均提高了154～990 dB.结果表明,相控震源地震得到的反射波信号信噪比高于组合地震,并且随着激震器数目增加,相控震源合成地震记录中的反射波地震数据信噪比明显提高.     

华北地区低信噪比资料连片叠前时间偏移成像策略

本文通过华北地区的地震资料叠前时间处理实例,详细阐述了华北地区低信噪比资料的特点及针对性处理策略,探讨了该地区大面积连片叠前时间偏移的配套处理技术,为地震资料处理提高偏移成像精度积累了经验.     

玉树地震前电离层VLF信号信噪比变化

2010年4月13日23点49分38秒(世界时), 青海省玉树县发生了M_S7.1地震. 根据法国DEMETER卫星电场探测仪(ICE)实验数据, 研究震区上空半径500 km范围内电离层10—20 kHz甚低频(VLF)电场频谱信噪比发现, 玉树地震前3个不同频率的地面VLF发射站信号对应的信噪比均出现相同的变化特征, 即震前DEMETER卫星1个重访周期内的平均信噪比明显减弱, 而2009年相同时段和区域的平均信噪比并未出现相似变化趋势. 分析认为, 玉树地震孕震期信噪比衰减现象很可能是由地震-电离层耦合所致.     

压制空间非平稳地震勘探随机噪声的ROAD径向时频峰值滤波算法

径向时频峰值滤波算法是一种有效保持低信噪比地震勘探记录中反射同相轴的随机噪声压制方法,但该算法对空间非平稳地震勘探随机噪声压制效果不理想.本文研究空间非平稳地震勘探随机噪声,即各道噪声功率不同的地震勘探随机噪声,其在径向滤波轨线上表征近似脉冲噪声,在径向时频峰值滤波过程中干扰相邻道滤波结果.为了减小空间非平稳随机噪声的影响,本文提出一种基于绝对级差统计量(ROAD)的径向时频峰值滤波随机噪声压制方法.该方法首先根据径向轨线上信号的绝对级差统计量检测空间非平稳地震勘探随机噪声,然后结合局部时频峰值滤波和径向时频峰值滤波压制地震勘探记录中的随机噪声.将ROAD径向时频峰值滤波方法应用于合成记录和实际共炮点地震记录,结果表明ROAD径向时频峰值滤波方法可以压制空间非平稳地震勘探随机噪声且不损害有效信号,有效抑制随机噪声空间非平稳对滤波结果的影响.与径向时频峰值滤波相比,ROAD径向时频峰值滤波方法更适用于空间非平稳地震勘探随机噪声压制.     

玉树地震前电离层VLF信号信噪比变化

2010年4月13日23点49分38秒(世界时),青海省玉树县发生了Ms7.1地震.根据法国DEMETER卫星电场探测仪(ICE)实验数据,研究震区上空半径500 km范围内电离层10-20 kHz甚低频(VLF)电场频谱信噪比发现,玉树地震前3个不同频率的地面VLF发射站信号对应的信噪比均出现相同的变化特征,即震前DEMETER卫星1个重访周期内的平均信噪比明显减弱,而2009年相同时段和区域的平均信噪比并未出现相似变化趋势.分析认为,玉树地震孕震期信噪比衰减现象很可能是由地震-电离层耦合所致.