Ricker子波核支持向量回归的Mercer条件拓展问题研究

Ricker子波核支持向量回归方法是消减地震勘探记录强随机噪声的新滤波技术.用判定支持向量允许核函数的Mercer条件探讨Ricker子波核函数的有效性,经过数值计算相应的核矩阵的最小特征值,发现在一个较大范围内存在极小的负值带,数量级为10-13~10-16,且在正值带中亦存在10-13~10-15数量级的量.考虑到正负极小量值的计算误差机理相近,认为判定核函数有效性的Mercer条件在工程应用时有可能适当放宽,即核矩阵不严格半正定,接近半正定亦可.为了将Ricker子波核支持向量回归滤波方法向实际应用发展,本文对不同的理论模型的Ricker子波核滤波和小波变换滤波、自适应维纳滤波这三种技术的效果进行了比较,包括时域波形、频域振幅谱、滤波前后的信噪比以及均方误差等方面.结果表明,Ricker子波核滤波方法优于另两种方法.为实际应用Ricker子波核滤波方法奠定基础.     

Ricker子波核最小二乘支持向量机在地震勘探信号去噪应用中的参数设置研究

最小二乘支持向量机（LS-SVM）用于拟合回归处理时的参数设置一直是一个难题,它会受到信号类型和强度、核函数类型、噪声强度、计算精度要求等因素的影响.本文针对Ricker子波核LS-SVM去除地震勘探信号中随机噪声问题,讨论和分析了向量机参数、核参数对去噪性能的影响.实验表明,核参数f可取为地震记录的主频,不能较准确估计时宁大勿小;向量机参数γ只要不取得过小,一般情况下都是能接受的.采用此方法对含不同强度噪声的地震勘探信号进行了去噪处理.     

分量核旋仪补偿电流选定方法的研究

通过对核旋仪分量补偿测量原理与磁偏角补偿测量原理的推导,得出对分量补偿电流与偏置补偿电流进行选定的数学方法,并将这种选定方法应用到新一代数字化分量核旋仪的设计中。实际应用表明该方法选定精确、方便适用。     

应用主分量分析法研究唐山Ms7.8地震前的地磁异常

应用主分量分析法对昌黎、青光、宝坻、红山等台站(1975—1977年)三年的每月五个静日地磁绝对磁场的资料及相应时间的太阳黑子相对数的资料进行计算。结果表明,第一主分量与太阳黑子相对数对应很好,相关系数为0.9以上,而第二主分量与太阳黑子相对数的相关系数为0.03左右。对于在某一固定频率而变化的地磁外源场,内外场的比例几乎恒定在一定水平上,而在唐山地震前内外场比值有明显的异常变化,笔者认为,这个恒定水平的偏离可能是由于地壳内应力不断积累导致的地下电导率的变化而引起的。用这种方法不仅可以消除地磁场的非局部变化,而且利用内外场比值的偏离或监视内场的变化可能为使用地磁场预报地震提供一个依据。     

最小二乘支持向量回归滤波系统性能分析

支持向量机(Support Vector Machine: SVM)一直作为机器学习方法在统计学习理论基础上被研究和发展,本文从信号与系统的角度出发,证明了平移不变核最小二乘支持向量机(Least Squares SVM: LS-SVM)是一个线性时不变系统.以Ricker子波核为例,探讨了不同参数对最小二乘支持向量回归(Least Squares Support Vector Regression: LS-SVR)滤波器频率响应特性的影响,这些参数的不同选择相应地控制着滤波器通带上升沿的陡峭性、通带的中心频率、通带带宽以及信号能量的衰减,即滤波器长度越长通带的上升沿越陡,核参数值越大通带的中心频率越高,且通带带宽越宽,正则化参数值越小,通带带宽越窄(但通带中心频率基本保持恒定),有效信号幅度衰减越严重.合成地震记录的仿真实验结果表明,Ricker子波核LS-SVR滤波器在处理地震勘探信号的应用中,滤波性能优于径向基函数(Radial Basic Function: RBF)核LS-SVR滤波器以及小波变换滤波和Wiener滤波方法.     

FHD分量核旋仪观测系统的抗干扰技术

空间电磁波干扰和电源高频谐波干扰是分量核旋仪观测系统的主要干扰源;分量核旋仪观测系统的探头、分量线圈、供电系统及通信线路是主要的干扰途径。作者着重对干扰途径进行了分析,提出了观测系统的抗干扰措施,并分别对探头及信号输入通道、分量线圈、供电系统、通信线路、仪器电路、仪器控制软件进行了全方位的抗干扰设计,新设计提高了分量核旋观测系统的抗干扰能力。     

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...     

核旋分量仪的倾斜对地磁观测值的影响

１９９５年９月后文安台绝对磁测Ｚ分量有一明显下降，经落实这是由地磁分量仪的倾斜引起的，本文主要根据这一变化，分析计算了仪器倾斜可能给观测资料带来的误差，并利用向量合成定理计算了仪器向南，北不同方向倾斜使观测值增大或减小的数值，以此对该台资料进行改正，取得了较好的效果，但应指出，若出２ｎＴ的观测误差范围内，则仪器倾斜必须小于半格。     

基于弹性波全波形反演的主被动源多分量混采地震数据速度建模

在常规地震采集中,被动源地震波场往往被视为噪声而去除,这就造成了部分有用信息的丢失.在目标区进行主动源和被动源弹性波地震数据的多分量混合采集,并对两种数据进行联合应用,使其在照明和频带上优势互补,能显著提高成像和反演的质量.本文针对两种不同类型的主被动源混采地震数据,分别提出了相应的联合全波形反演方法.首先,针对主动源与瞬态被动源弹性波混采地震数据,为充分利用被动源对深部照明的优势,同时有效压制被动震源点附近的成像异常值,提出了基于动态随机组合的弹性波被动源照明补偿反演策略.然后,针对低频缺失主动源与背景噪声型被动源弹性波混采地震数据,为充分利用被动源波场携带的低频信息,并避免对被动源的定位和子波估计,提出了基于地震干涉与不依赖子波算法的弹性波主被动源串联反演策略.最后,分别将两种方法在Marmousi模型上进行反演测试.结果说明,综合利用主动源和被动源弹性波混采地震数据,不仅能增强深部弹性参数反演效果,还能更好地构建弹性参数模型的宏观结构,并有助于缓解常规弹性波全波形反演的跳周问题.

     

分量核旋仪分量线圈装置误差的测定与修正方法

分量核旋仪分量线圈的装置误差与长期漂移会对地磁场水平分量和相对磁偏角的观测值产生一定的影响,本文对此进行了分析,并提出了分量核旋仪分量线圈装置误差与长期漂移的测定与修正方法,这对指导地磁台站提高分量核旋仪观测精度,促进观测技术的进步有一定的意义。     

压制地震勘探随机噪声的分段时频峰值滤波方法

提高勘探资料信噪比是地震勘探的主要内容之一.本项研究利用短时能量将记录分成能量均衡的若干段,获得减少尺度变换误差的分段时频峰值滤波方法,并运用端点拓展和与地震信号特征匹配的多级时窗参数改进时频峰值滤波精度.理论模型和共炮点资料处理结果表明,分段时频峰值滤波很好地消除了尺度变化误差引起的信号波形阶梯状畸变,能够在压制强随机噪声的同时更好地保留信号特征.对低信噪比勘探资料处理具有较大的应用价值.     

基于Contourlet域自适应Wiener阈值的同时震源波场分离

同时震源数据包含了多炮之间的串扰噪声,不能直接用于常规数据处理流程.因此,需要对混叠的波场进行分离得到常规采集的单炮记录.本文基于稀疏迭代反演分离,提出了一种具有尺度与空间自适应的Wiener阈值选取方法.该阈值选取方法能够根据不同迭代环境计算不同尺度下串扰噪声的方差和不同空间位置有效信号的方差,从而自适应调整阈值大小,最终通过对变换域系数进行收缩来达到去除串扰噪声的目的.理论模型数据和实际数据测试结果表明,本文方法能够快速有效地压制串扰噪声和保护弱有效信号,取得了比Contourlet域子带一致Wiener阈值方法和Curvelet域指数衰减阈值方法更好的分离效果.

     

基于EMD小波阈值滤波的地磁数据去噪分析

采用小波阈值滤波、经验模态分解滤波和基于经验模态分解的小波阈值滤波3种方法,对磁通门磁力仪观测数据进行去噪,有效去除或抑制郫县地震台地磁数据的地电干扰.     

航空电磁数据主成分滤波重构的噪声去除方法

主成分分析方法利用低阶主成分重构航空电磁数据, 解决了航空电磁探测中噪声与数据在频谱重叠情况下的噪声压制问题, 但是参与重构的低阶主成分仍包含高频空间噪声, 影响数据成像精度.本文提出的主成分滤波重构去噪方法, 根据自适应窗宽平滑算法, 设计了主成分低通滤波器组, 对参与重构的低阶主成分进行测线滤波, 再将滤波后的低阶主成分重构为电磁信号, 不仅可以去除低阶主成分中的高频空间噪声, 而且去除了高阶主成分包含的不相关噪声.仿真数据的去噪结果表明, 主成分滤波重构获得较高的信噪比, 较常规测线滤波与主成分重构分别提高了10.96dB和2.52dB; 电导率深度成像结果证明了主成分滤波重构方法能够提高地下深部异常体的识别能力.最后通过实测数据的成像结果进一步验证了本文研究的主成分滤波重构去噪方法的有效性.     

集合资料同化中方差滤波技术研究及试验

本文基于YH4DVAR业务系统构建了集合资料同化试验平台,利用10个集合样本统计得到的流依赖背景误差能显著改进业务应用中背景误差方差的结构和大小.但是受样本数的限制,背景误差方差的集合估计值中引入了大量的随机取样噪声.为了降低噪声对估计值的影响,本文采用谱滤波方法,根据信号和噪声尺度的统计特征构造一个低通滤波器来滤除背景误差方差估计值中的大部分随机取样噪声.在2013年第九号台风"飞燕"的集合方差滤波试验中,10个样本的滤波结果优于30个样本的集合估计值.谱滤波方法的成功应用有效降低了集合资料同化系统对集合样本数的要求,将是集合资料同化系统未来业务化运行的一项不可或缺的关键技术.     

基于核主成分分析的时间域航空电磁去噪方法

时间域航空电磁数据往往在测量过程中受到天然和人文噪声的干扰.如果不能很好滤除这些电磁噪声,那么将会降低资料质量、影响反演的精度,甚至获得错误的解释结果.本文提出了一种基于核主成分分析的去噪方法,通过核主成分分析提取叠加后衰减曲线的主成分,然后使用能量占比方法分离反映地下介质的有效信号和噪声,最后使用反映地下介质的特定成分进行重构.本文所推荐的去噪方法不仅能剔除天然噪声,例如天电产生的尖脉冲或者振荡,而且能有效地抑制人文噪声.分别使用基于核主成分分析的去噪方法,以及AeroTEM软件的处理方法对同样的吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统实测数据进行处理,并比较其结果.处理结果表明：所推荐的去噪方法要优于AeroTEM软件.     

自适应卡尔曼滤波在航空重力异常解算的应用研究

依据航空重力测量基本原理,构建了航空重力异常解算的卡尔曼滤波模型,将新息自适应卡尔曼滤波器(IAE,Innovation based Adaptive Estimation)应用于量测噪声未知的航空重力异常解算.针对IAE滤波器滑动窗口宽度难以准确确定的问题,通过对多个不同滑动窗口新息协方差估计的加权平均,获得改进的IAE滤波器,该IAE滤波器不仅具有量测噪声自适应估计能力,还能实现滑动采样窗口的优化选取.试验结果表明,IAE滤波器可以降低因量测噪声统计信息不明引起的解算误差,改进IAE解算的重力异常误差约为1 mGal.