海上单道地震与浅地层剖面数据海浪改正处理研究

因受海面大风浪与涌浪等影响,海上单道地震与浅地层剖面数据反射同相轴常出现波浪状起伏,造成剖面反射层位错乱,分辨率与信噪比降低。根据海浪噪声与海底反射地层在横向上的相关性与变化频率等特性,以及综合前人的研究成果,采用陆上地震数据剩余静校正处理中的统计模型道互相关方法来实现对剖面反射同相轴的海浪改正处理;为减少强能量噪声对相关运算的影响,采用中值滤波、光滑滤波技术对反射同相轴曲线进行滤波处理,以进一步减少残留海浪的影响及相关运算改正误差。将这些方法综合运用于海上实际调查资料处理后,大风浪与涌浪影响下的波浪状反射同相轴变得连续、光滑,海底下混乱模糊的反射层位变得清晰、连续,剖面信噪比与分辨率得到了极大的提高。     

声学地层剖面深水探测研究与开发

深水浅部地层精细探测是深海地质勘探与资源开发的重要调查内容。与浅水海域声学地层剖面探测相比,深水地层剖面探测会遇到严重的能量衰减、大数据量长时间反射序列采样、纵向地层分辨率降低以及横向空间覆盖率偏稀等问题,为解决这些问题,国外仪器商采用了不同的方法。采取重采样减少数据量会严重影响纵向分辨率;采取MultiPing技术可以很好解决横向空间覆盖率问题,但多Ping接收采用海底追踪变深度范围采集会造成反射同相轴跳跃突变,或采用短时间间隔采集会造成回波数据无法准确计算海底深度。为了解决这些技术问题,作者研究开发了相关的技术处理方法,解决MultiPing技术反射同相轴拼接改正处理和海底深度记录延迟处理,这些问题的解决为深水浅部地层精细探测提供了技术保障。     

基于能量比与互相关法的地震剖面反射同相轴交互自动拾取研究

为提高地震剖面反射同相轴拾取的精度与效率,结合实际资料详细讨论了能量比与互相关两种自动拾取方法的优缺点,提出对拾取结果进行光滑滤波处理,以消除资料上的随机噪音与风浪干扰等影响。同时讨论了参考种子点在自动拾取算法中的重要性,以及人机交互拾取参考种子点的实现方法。针对复杂界面的反射同相轴,在自动拾取结果的基础上,文中提出以人机交互的方法进行修改拾取。将这些方法综合运用于实际资料,以取得满意的拾取结果。     

海洋低信噪比单道地震资料特点及处理策略

海洋单道地震是海洋地球物理调查的常用手段之一,具有广阔的应用前景。但单道地震单一的覆盖次数及非等间距采集模式导致剖面信噪比低、多次波发育、垂向振幅能量差异大等特点。从单道地震的采集原理出发,阐述了单道地震资料处理中的3个难点:海底同相轴抖动、强振幅海底多次、严重背景随机噪音。针对涌浪引起的海底同相轴抖动问题,借用陆地资料静校正原理,将海底抖动分为高频和低频两个分量;采用互相关技术逐步消除高低频静校正分量。针对单道资料强振幅海底多次波,根据一维SRME算法原理,对单道数据运用一维SRME算法公式,预测的多次波模型与实际的多次波模型较为接近;针对单道资料低信噪比问题,将RNA去噪技术与LIFT去噪思想相结合,达到增强有效信号的同时压制空间随机干扰的目的。实际资料处理后的剖面信噪比与分辨率均显著提升,波组特征更加突出,成果资料满足用户解释需求。     

基于同步单波束测深数据的单道地震涌浪静校正方法

涌浪问题在单道地震中普遍存在,它使地震同相轴发生抖动,导致剖面错乱、模糊,从而干扰或误导地质解释。由于现有的涌浪校正方法都有一定的适用条件,该问题仍然没有被解决。本文基于单波束测深数据提出了一种新的涌浪静校正方法,首先阐述了该方法的基本原理和实现步骤,然后通过野外实际资料验证了该方法的有效性并与滤波方法进行了对比和分析,最后讨论了单道地震中另外一种“似涌浪干扰”的海底抖动现象,并展示了新方法在该问题上的应用效果。研究结果表明,本文提出的方法能够有效解决单道地震中涌浪造成的同相轴时移问题,特别对于复杂海底资料中的涌浪干扰处理效果良好。     

浅地层剖面仪GeoChirp Ⅱ图像中风浪变形效应的校正方法初探

当海面风浪较大时,测量船的摇摆会引起浅地层剖面图像的畸变,因此有必要研究风浪对浅地层剖面图像的影响及图像中风浪效应的校正方法,其中的关键问题是区分风浪效应和真实的沙波等海底床面形态。本文利用浅地层剖面仪GeoChirpⅡ在长江口所获得的浅剖图像对校正方法进行了研究。在所研究的实例中,海底周期性起伏的地形不是沙波,而是风浪效应引起的,用带阻滤波的方法可有效消除浅剖图像中的风浪效应,从而恢复真实的海底地形和地层形态。     

参量阵浅地层剖面的处理方法及在识别浅层天然气水合物中的应用

近年来，参量阵浅地层剖面以其简便的野外采集方式、高分辨率的浅部地层成像能力，迅速发展为海底浅层天然气水合物探测的有效方法。为了更好地获取东海浅层天然气水合物赋存区的地质信息，针对参量阵浅地层剖面数据开展了精细化处理。首先将异常振幅压制和空间振幅均衡等方法有机结合，解决了数据中的各种噪音和能量不均衡等问题，然后利用Hilbert变换提高地层分辨率，最后利用信号增强技术进一步提高同相轴连续性，获得了波组特征更清晰的地震剖面。处理后的参量阵浅地层剖面具有信噪比较高、连续性好、地层结构清晰等特点，可以更好地揭示空白带、气烟囱、亮点和火焰状异常等地震反射特征，为识别浅层天然气水合物赋存区地质信息奠定基础。对精细处理后的数据进一步开展曲率属性、瞬时振幅属性、相干属性等地震属性分析，结果显示，与浅层天然气水合物渗漏相关的声学异常能够被清晰地识别出来。此项研究一方面验证了参量阵浅地层剖面数据处理方法的可行性，另一方面也探索了属性分析技术在海底浅层天然气水合物识别方面的应用。     

中浅地层剖面质量改进方法及应用

海洋工程勘察中,中浅地层剖面是一种应用广泛的调查设备,其具有便携性、高效率、高主频和高分辨率的特点。实际调查中,随机噪音、多次波等问题严重降低了地层剖面资料的信噪比和分辨率,同时,现场作业对海况的依赖性很强。文中从中浅地层剖面的野外采集设备和室内资料处理方面分析,提出立体震源、多道接收系统、带通滤波、预测反褶积和相关滤波等方法。立体震源拓宽了地层剖面资料的频带,获得了更深的剖面和更高的分辨率;多道接收系统使中浅地层剖面数据由单道变为多道,有利于室内资料处理;对于目前主流的单道中浅地层剖面数据,首先要识别噪音的来源和特征,再通过增益、带通滤波、涌浪校正,预测反褶积等方法来处理,最后获取的高质量地层剖面资料一定是各种方法的综合使用和多次试验的结果。     

中浅地层剖面质量改进方法及应用

海洋工程勘察中,中浅地层剖面是一种应用广泛的调查设备,其具有便携性、高效率、高主频和高分辨率的特点。实际调查中,随机噪音、多次波等问题严重降低了地层剖面资料的信噪比和分辨率,同时,现场作业对海况的依赖性很强。本文从中浅地层剖面的野外采集设备和室内资料处理方面分析,提出立体震源、多道接收系统、带通滤波、预测反褶积和相关滤波等方法。立体震源拓宽了地层剖面资料的频带,获得了更深的剖面和更高的分辨率;多道接收系统使中浅地层剖面数据由单道变为多道,有利于室内资料处理;对于目前主流的单道中浅地层剖面数据,首先要识别噪音的来源和特征,再通过增益、带通滤波、涌浪校正,预测反褶积等方法来处理,最后获取的高质量地层剖面资料一定是各种方法的综合使用和多次试验的结果。     

涌浪静校正在浅地层剖面资料处理中的应用

由于涌浪的影响,浅剖资料海底反射同相轴抖动现象非常常见,对其进行研究十分有必要。从实测数据出发,利用涌浪静校正方法,消除了浅剖资料反射同相轴抖动现象。首先,利用软件自动拾取海底反射同相轴;然后,对拾取到的海底反射同相轴曲线平滑处理,以压制其他高频干扰;最后,计算每一道上涌浪引起的时间差,对每一个采样点进行校正。同时,对处理过程中的参数进行了分析试验,给出了各个关键参数的意义及设置依据。讨论了处理过程中可能遇到的问题,并给出解决办法。此涌浪静校正方法操作方便、效果良好。     

基于高频地波雷达的多时间尺度海流研究

近海海流受多种动力过程及岸线岛屿的作用呈现空间和时间尺度上的复杂变化,而地波雷达由于其探测面积广、时间分辨率高的特点成为研究这些变化的有效手段。本文利用舟山海域多年高频地波雷达资料,通过潮流调和分析、低通滤波和相关性分析对该海域海流潮周期、极端事件、季节、年际尺度的动力过程进行了解译。研究表明,舟山海域属于正规半日潮,潮流运动形式以顺时针旋转流为主,流速大小在空间上为东北方向较大,往西南方向逐渐减小,并在近岸处得到增强。余流的年际变化并不显著,但存在着明显的季节变化,例如冬季为南向流,流速减小,空间分布上近岸较外海大,而夏季与之反向,为北向流,流速较大,空间分布较为均匀。进一步分析了风与余流之间的相关性,在大风期间,风与余流的速度相关系数在0.48～0.90之间,方向相关系数在0.55～0.68之间。极端事件发生时,速度、方向的相关系数分别高达0.92与0.91。总体而言,通过分析高频地波雷达数据能够较好地反映舟山海域海流的时空特征,为海洋灾害监测和污染物、藻华的输运研究提供依据。     

Characteristic analysis of wind field and sea wave field over the NW Pacific Ocean

The NW Pacific Ocean is not onIy the only transportation way between America andAsia, but also the source influencing on inIand climate and marine variability of adjacentseas in China. Based on ship observation data during l950 - l995 in the NW Pacific,with data from several hundreds to 30 thousand in every 5"x5" grid network, throughanalyzing the monthly mean directions of prevailing wind, wave and swelI, wind speed,pressure, wave height and frequencies of gaIe of 6 and 8 sca1e, high sea…     

OBS海洋环境信号分析与应用

为研究海洋环境信号在OBS(Ocean Bottom Seismograph)原始数据中的规律及应用,根据OBS原始数据的波形及频谱特征,将研究区划分为5个时间段,依次为旧涌浪阶段、风浪渐强阶段、风浪全盛阶段、风浪消退阶段和新涌浪阶段。结合海洋天气预报,认为上述现象是由偏南风风浪对海流的影响造成的。参考野外地震数据采集记录班报,得到各阶段的时长和距离,计算风浪渐强、全盛和消退阶段OBS附近海流的平均速度。结果表明:OBS原始资料中浅海海洋环境噪音增强的主要因素是风浪,且风浪引起的噪音信号的波形变化特征是渐进式的;OBS可用于接收某种特殊阶段(如台风、海啸等)的噪音信号,并根据噪音信号的波形特征、频谱变化规律和持续时间估算该阶段的海流速度变化。     

Influence of the type of sea waves on the backscattered radar cross section at medium incidence angles

We consider the influence of the sea surface state on the backscattered radar cross section and the accuracy of the wind speed retrieval from the scatterometer data. We used a joint set of radars and buoys to determine the type of sea waves. Three types of sea waves were distinguished: developing wind waves, fully developed wind waves, and mixed sea. It is shown that the retrieval error of the near surface wind speed using a one-parameter algorithm is minimal in the case of fully developed wind waves. We compared these data with the results of radio-altimeter data analysis and showed that in both cases underestimation of the retrieval wind speed exists for developing wind waves and overestimation occurs for mixed sea. A variety of swell parameters (length of the dominating wave, swell height, swell age) significantly influence the backscattered radar cross section, leading to a growth in the mean square error of the retrieved wind speed during vertical sounding (radio-altimeter data), and only slightly influence the mean square error of the scatterometer data (medium incidence angles). It is necessary to include the information about the parameters of sea waves in the algorithms and take into account the regional wave properties to increase the accuracy of wind speed retrieval.     

永暑海区波浪要素变化特征分析

利用永暑礁测站1988-2009年共22a的波浪实测资料,对永暑海区的波浪要素的基本特征、变化规律、风与浪的相关规律进行分析研究,阐明了海区海浪的特点及其年变化规律。该区是热带季风气候区,海区的波浪主要受季风影响,季风时期的风向、风浪传播方向、涌浪传播方向基本一致。波高以轻浪和中浪为主,小波分析表明波高在6-9月具有3-6年的变化周期。提供了较详实的海浪资料及变化规律。     

The long-term trend of the sea surface wind speed and the wave height (wind wave, swell, mixed wave)in global ocean during the last 44 a

Utilizing the 45 a European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF)reanalysis wave data(ERA-40),the long-term trend of the sea surface wind speed and(wind wave,swell,mixed wave)wave height in the global ocean at grid point 1.5×1.5 during the last 44 a is analyzed.It is discovered that a majority of global ocean swell wave height exhibits a significant linear increasing trend(2–8 cm/decade),the distribution of annual linear trend of the significant wave height(SWH)has good consistency with that of the swell wave height.The sea surface wind speed shows an annually linear increasing trend mainly concentrated in the most waters of Southern Hemisphere westerlies,high latitude of the North Pacific,Indian Ocean north of 30 S,the waters near the western equatorial Pacific and low latitudes of the Atlantic waters,and the annually linear decreasing mainly in central and eastern equator of the Pacific,Juan.Fernandez Archipelago,the waters near South Georgia Island in the Atlantic waters.The linear variational distribution characteristic of the wind wave height is similar to that of the sea surface wind speed.Another find is that the swell is dominant in the mixed wave,the swell index in the central ocean is generally greater than that in the offshore,and the swell index in the eastern ocean coast is greater than that in the western ocean inshore,and in year-round hemisphere westerlies the swell index is relatively low.     

海面粗糙度方案的适用性研究

由量纲分析导出海面粗糙度与波龄及海面涌浪的状况有关,并对与波龄和波陡有关的两种海面粗糙度模型方案进行了敏感性测试,得出利用波龄模型方案计算粗糙度的误差比利用波陡模型方案小。基于国际上6个不同水深、风区和海况条件的海气交换试验资料,将其分为两组,一组是纯风海或以风海为主海况条件,另一组是以涌浪为主海况条件,测试波龄、波陡模型海面粗糙度方案在不同试验条件下的适用性。结果得出:在各种海况条件下,波龄模型粗糙度方案比波陡模型具有更好的普适性。在纯风海或以风海为主海况条件下,PS07,DGHQ03方案计算的粗糙度长度与实测资料计算结果最接近,GW06方案次之,O02方案计算结果明显偏高;涌浪为主海况条件下两种模型方案计算的粗糙度长度均偏低,O02方案计算的粗糙度长度误差相对较小,TY01方案误差最大。     

东沙海域复杂海况下单源单缆长排列地震资料处理*

大量研究表明南海北部东沙海域的中生界地层具有很好的油气成藏条件, 是油气勘探的有利区域。但中生界地层构造成像不清晰限制了该区域油气资源的准确评价。本文利用在该海域采用单源单缆长排列采集的三维地震数据, 提出了对该类数据的优化处理技术方案, 以期获得中生界地层的清晰成像。处理过程主要包括各种噪音干扰和不同类型多次波的压制, 尤其是比较严重的海洋湍流干扰压制, 提高中深层反射信号信噪比; 通过压制气泡和压缩子波提高地震反射的分辨率; 同时利用高密度速度分析进行各向异性双谱非双曲线动校正, 提高成像质量, 使波组特征、振幅特征更为明显。针对密集二维采集数据特点, 通过合理的面元规则化处理, 使得覆盖次数均匀和横向分辨率提高, 实现高精度三维成像。本研究针对噪音干扰较严重的单源单缆长排列加密地震资料, 按照三维地震资料进行数据处理, 处理后明显突出了浅、中、深各层的有效信息, 特别是针对中生界的成像质量改善更为明显, 形成了一套行之有效的处理流程, 为今后邻近区块的勘探和资料处理提供了技术基础, 也为东沙海域的油气勘探与评价提供了科学依据。     

准噶尔盆地沙漠区地震检波器耦合研究

通过对检波器耦合理论研究 ,根据沙漠区的地震环境和地表结构 ,设计出了不同类型的检波器耦合装置 ,增加了检波器与沙漠地表的耦合性能。从野外进行对比试验资料分析 ,在沙漠区地震检波器耦合具有高分辨率、抗干扰、耦合性好、适应领域广等特性 ,接收的地震信号能量、优势信噪比频带宽度和信号保真度等方面均有明显提高 ,将从根本上解决沙漠区高分辨率和深层地震勘探的难题。