分割地震剖面的分形特征研究

本文针对地球物理中地震剖面图象的分割,进行特征提取和计算的探讨．分析了纹理结构的自相似性特性,应用分形原理进行分形维数的估测,探索了用分形特征进行图象分割的可行性．     

基于图像语义分割的层位自动追踪方法

层位追踪是地震资料解释中基础且重要的工作.传统的层位追踪主要依靠人的主观性判断,是一项既要求专业知识经验,同时又费时费力的环节,为此本文提出了一种基于图像语义分割技术的层位自动追踪方法.图像语义分割是像素级别的分类技术,我们将地震剖面中的层位看作图像中的一个语义类别,借助分割网络进行层位的分类与追踪.本文选择了改进的Dense-UNet神经网络作为分割算法,该网络强调对特征的传递和复用,同时避免了梯度消失的问题,能够很好适应地震数据的分割任务.首先以实际地震数据制作实验所用数据集,应用数据扩充方法增大训练样本数量,再借助改进的Dense-UNet神经网络训练出最优的追踪模型,通过测试集在最优模型上的表现来评价追踪的效果.实验结果表明,改进的Dense-UNet网络能够准确且快速的自动完成层位追踪任务,验证了该方法的可行性和有效性.     

“非地震物化探”的探索

石油物探近30年来均以地震为主,随着科技的发展,单一依靠机械震动的波动场来搞石油物探已暴露出成本高、信息单一的严重缺陷,因此,在应用新一代测量仪器、充分发挥电子计算机作用和综合多种信息的“非地震物化探”技术系列应运而生,并获得了高速度的发展.所谓非地震物化探,实际上就是指应用地质体的重力场、电磁场、化学场等多种物化信息来做石油物探的前期准备和地震勘探的补充.尽管她还处在发展的初级阶段,但已有突破并展示了较好的前景.     

共炮检距二维弹性波地震剖面的偏移方法

共均匀各向同性介质的分界面上入射纵波时，除产生纵波反射Ｐ－Ｐ波外，还会产生转换横波的反射Ｐ－ＳＶ波。同样，当入射波为ＳＶ横波时，在分界面上会同时产生ＳＶ－ＳＶ反射波和ＳＶ－Ｐ反射转换波。对这种二维弹性波地震记录如何进行偏移是探讨的问题。为了能够处理实际地震数据，本文提出在共炮检距剖面上进行二维弹性波记录的偏移方法。     

地震丛集的分形新方法—物理分形

地震时间丛集的传统分形分析方法把地震事件看作是时间轴上无质量的数学点。这些方法得到的结果主要反映了大量小地震的活动特征。本文发展了一个新的物理分形分析的筛子方法，采用一系列震级筛子来研究不同震级地震的分布特征。对华北和南加洲的研究结果表明，同一地区地震目录中不同震级范围的子集合具有近似相等的分维数，华北Ｄ＝０．３，南加洲Ｄ＝０．４。     

利用测井数据重构高分辩率地震剖面及在煤田勘探中的应用

在煤田地震勘探中，大部分测线与勘探线重合，地震测线上布没有钻井，而测井数据以及由测井数据直接求得的地层反射系数序列的频率和分辩率要高于震道数据；所以在过井地震剖面上，测井数据可以作为高频信息的来源，但测井数据只是一孔之见，对应到地震剖面上，测井信息只能将井旁道替代为高分辩率的地震道。本文基于信号重构理论，提出了利用测井数据重构高分辩率地震信号并外推支其他地震道上，使整个地震剖面均获得高频信息成为高分辨率剖面。在煤田地震勘探中，运用该方法取得了良好的效果。     

用地震反射剖面研究汤阴地堑上地壳结构与断裂特征

汤阴地堑位于太行山脉与华北平原的过渡带,是太行山前重要的地质构造单元。为研究汤阴地堑上地壳结构和断裂特征,利用安阳市与新乡市活断层探测获得的深、浅地震反射剖面,结合研究区已有地震、地质资料,对汤阴地堑浅部结构、汤东断裂特征进行分析研究。结果表明,汤阴地堑北部与南部地壳结构差异明显。地堑北部是由汤东断裂控制的半地堑,地堑内反射震相丰富、反射波层组关系清晰,多组新生代、古生代沉积层强反射不整合地覆盖在自西向东倾伏的结晶基底反射T_g上,且随着深度增加,地层倾角增大,显示出明显的多期掀斜运动特征。地堑南部表现为由汤东、汤西断裂共同控制的断陷型地堑,地堑内新近系底界面反射波TN自西向东倾伏,其下为一些横向呈水平或东倾、延续性较短的反射震相。地堑南部与北部不同的反射震相特征表明,测线控制区域内的汤阴地堑沉积环境与运动特征可能有所差异。汤东断裂为走向NE,倾向NW的铲型正断层,汤西断裂为走向NE、倾向SE的正断层,北部中深层地震反射剖面上未发现该断层的存在。     

对地震分形特征的几点认识

本文简述了分形和分维在地震学中应用的主要方面,从地震现象的自组织过程和尺度不变性。分析了实验室岩石破裂试验与实际地震观测之间的异同,对地震发生的自组织临界模式(SOC)作了简要的介绍。文中后一部份概述了复杂现象的多分形(Multifractals)和广义分维Dq的基本概念,以及计算Dq的方法,并给出了广义分维应用于地震活动研究的例子,指出Dq(q<0)随q变化的形态特征,在地震前兆信息的提取中可能有重要意义。     

分形方法在地震序列类型早期判别中的应用

着重讨论了地震序列的空间分布随时间变化的特性，利用分形方法提取大震后余震的空间分维信息，从而达到早期判别地震序列类型的目的。以１９６６年以来定位精度较好、余震记录较全的１２个７级以上大震和大同６级强震序列为资料，计算了震后１个月内余震随时间变化的空间分维数。结果发现，不同类型的地震序列分维数不同。一般震后５－６天，主震型序列的分维数在１．１－１．２之间，多震型序列的分维数在１．３以上。利用前７天的     

青海高原地震时空免疫性及分形特征

本文详细研究了一次地震发生后其继发地震的时空免疫性特征、研究结果表明，青海地震的免疫性特征是十分明显的，它对进一步认识地震发生的时空特征有着重要的意义。相邻两次地震的时间间隔，和空间距离ｄ的临界直线关系为ｄ∞τ（－１．０），其迁移速率ｖ的关系为ｖ∞τ（－２．０）。这也是齐夫（ｚｉｐｆ）法则所约定的分维值，十分类似于１／ｆ谱。我们形象的称ｄ∞τ（－１．０）分布是“随机音乐”；ｖ∞τ（－２．０）分布是“布朗音乐”。     

地震活动的分形特征及其对地震预测的意义

岩石破裂是一个自相似过程,地震作为地壳岩石破裂的结果,它在时间和空间上的分布具有分形结构。基于系统科学和分形几何学的观点,本文采用标度变换法和嵌入空间法,分别研究了唐山7.8级、海城7.3级和松潘7.2级地震前后地震活动时、空分布的分维数,同时分析了宁夏灵武5.5级震群和澜沧5.0级前震序列的时间分维随时间的变化特征。初步结果表明:大震后余震的分维数明显增大,无标度区范围减小,展示了震后地震活动随机干扰背景增强！前兆性地震序列的时间分维数相对偏低,有序性增加。此外,文中还研究了单轴压缩下岩石破裂声发射序列的分形特征,结果表明,声发射序列亦具有自相似性,在岩石破坏过程中,声发射序列的分线数随时间的变化不是单调的。最后,籍助于“耗散结构理论”的基本概念,简要地探讨了地震时间、空间分维与地震活动熵的关系。提出了地震时、空分维作为表征地震孕育系统演化过程的序参量之一,应用于地震预测的可能途径及需要进一步研究的若干问题。     

鲁中南地区断层系统的分数维特征

本文利用分维几何学的方法，对鲁中南地区活动断裂带进行了研究。结果表明，分维值可以表征断裂系的发育演化程度及不规则性和复杂性。断层分维值与地震活动水平有一定的对应关系。     

Hausdorff分数维识别地震道初至走时

地震波初至走时的识别在地震勘探、人工地震层析成像以及全球地震层析成像方法研究中起重要作用．初至走时拾取的精度在很大的程度上影响地震层析成像及演的精度．本研究以提高地震波初至走时拾取的精度及定量化程度为目标,利用计算地震道时间序列分数维的方法,实现了地震波初至走时的自动拾取．本文以分形理论为基础,进行了地震道时间序列Hausdorff分数维的计算．计算结果表明地震道时间序列的分数维在初至到达前后具有不同的数值,其变化点能够定量指示出初至走时的位置．本文还给出了利用该方法对实测数据进行初至走时拾取的实例．     

Hausdorff分数维识别地震道初至走时

地震波初至走时的识别在地震勘探、人工地震层析成像以及全球地震层析成像方法研究中起重要作用．初至走时拾取的精度在很大的程度上影响地震层析成像及演的精度．本研究以提高地震波初至走时拾取的精度及定量化程度为目标,利用计算地震道时间序列分数维的方法,实现了地震波初至走时的自动拾取．本文以分形理论为基础,进行了地震道时间序列Hausdorff分数维的计算．计算结果表明地震道时间序列的分数维在初至到达前后具有不同的数值,其变化点能够定量指示出初至走时的位置．本文还给出了利用该方法对实测数据进行初至走时拾取的实例．     

断层泥分形结构与断层运行特征

介绍了西秦岭北缘断裂带东段和海原断裂带西段的天然断层泥的分形方法和结果，并对断层泥的粒度分布特征与断层运动特性的关系进行了探讨。     

活断层分段及其地震危险性评价

本文论述了活断层分段中的一些基本概念和主要的边界标志。提出分段的基本原则是：以断裂的不连续性为依据，以地震危险性评价为目的，划分断层段。文中提出了９条分段依据和３９个具体标志。认为地震危险性评价应坚持两条原则：①由定性到定量；②循序渐进，逐步缩小范围和时段。文中提出了利用活断层资料确定潜在地震危险区、估算震级和预测发展时间的方法，其中的一些模型是作者近年来的最新研究成果。认为利用活断层分段进行地震危险性评价具有一定的科学性和实用性，是中长期地震预测的重要研究内容之一。     

丽江7.0级大震前地震活动分形异常

该文提供１９９６年２月丽江７．０级大震前滇西北地震活动空间容量维、关联维、信息熵十分显著的异常图像；这些异常是在大震孕震区形成，应变释放加速阶段之后出现的，恰好揭示了源区、近源区大释放前的非线性变化过程。这与１９６５年以来云南及邻区８组大震前地震分形研究的结论完全一致；进一步说明地震活动分形异常对地震孕育阶段具有重要的指示意义。