高阶统计量方法在地震信号分析中的应用

高阶统计量分析是近20年来国内外信号处理领域的一个前沿课题,广泛应用于所有需要考虑非高斯、非最小相位、有色噪声、非线性或循环平稳性的各类问题中。在地震信号处理方面,应用高阶统计可以消除高斯有色噪声的影响和提取与识别非最小相位子波;基于高阶统计特征的独立分量分析己成为信号处理领域的一个研究热点并应用于地震信号分析中。对高阶统计量的定义和性质以及高阶谱时频分析方法作了介绍,并以此为理论依据,进行了理论模型和实际地震数据的实验。     

基于分数阶Fourier变换的声波测井全波列特征时频分析

目前,阵列声波测井信号处理大多在时间域或频率域中进行。但是,单纯的时间域或频率域方法有很大的局限性。为了打破这些局限性,笔者将分数阶Fourier变换方法用于阵列声波测井信号的分析之中,研究了不同性质储集层中信号幅度随分数阶Fourier变换阶数变化的规律。实验结果表明:在干层,幅度呈"1"型分布;在水层,幅度呈"Y"型分布,"Y"的两支开口较小,在阶数大于0.3的区域中,幅度较大;在油层,幅度呈"Y"型分布,"Y"的两支开口较大,在阶数大于0.6的区域中,幅度较大。因此,分数阶Fourier变换在提取阵列声波测井蕴含的储集层流体性质信息方面具有很好的前景。     

多尺度地震信号属性分析

地震信号的瞬时属性分析对地震岩性解释和烃类检测很有帮助,通过采用希尔伯特变换的复数道分析方法。利用这种方法,可以比较方便地从地震记录中分离出波的瞬时振幅、瞬时相位等参数。信号的不同频带具有不同的属性特性,而小波变换具有对信号进行多尺度分解的特性,如采用解析小波则分解后的小波系数仍为一解析信号,且其虚部是其实部的希尔伯特变换。因此根据这一特点可以研究地震信号在不同分辨率下的属性特征。     

阵列声波测井信号的时频局域相关能量分析

提出了一种基于信号时、频局域相关能量的新的时-频信号分析方法——Rihaczek分布,对多极子阵列声波测井信号进行了分析。该方法有着比较明确的物理意义,对不同岩性、构造的响应具有很好的区分和识别能力。声波的Rihaczek分布对不同的岩性,以及由不同岩性组成的构造破碎带具有明显不同的表现特征。利用相应的模式识别方法,可以对这些岩性、构造进行有效的区分和识别。     

用MATLAB 实现地震数据的小波变换

小波变换借助于时－频局部分析特性，已经成为地震资料处理中的一种重要工具。作者在阐述其基本原理后，讨论了如何选择小波基（函数），并利用MATLAB语言及小波工具箱，实现了SEG－Y格式地震数据文件的小波分析，取得了令人满意的效果。     

时频域高分辨地震层序识别

地震信号频率随着时间的不稳定变化包含了地下反射层序特征的重要信息,时频分析是检测地震信号局部谱特征的重要工具。为适应实际地震信号处理,对S变换改进后得到一种新的广义S变换,用于分析和补偿地震信号的高频成分,得到了精细的地震层序识别剖面。实际资料处理表明,它对砂岩油气藏的成层特征的分析具有分辨率高和高信噪比的优点。地震信号的广义S变换时频谱分解可作为地震层序识别和解释的重要补充。     

应用HP3562A动态信号分析仪进行时频转换的误差传递及其可行性探讨

对于均匀大地上电偶源水平电场和重叠回线感应电动势时间谱应用ＨＰ３５６２Ａ动态信号分析仪向频域转换，并且再将其频域结果向时域进行反变换，将变换前后的时间谱进行对比，探讨其误差传递。此外，还对均匀大地和均匀极化大地上重叠回线感应电动势时间谱分别变换到频域进行对比，来探讨应用ＨＰ３５６２Ａ动态信号分析仪进行电磁信号分析的可行性。     

局部时频变换域地震波吸收衰减补偿方法

地震信号在地下传播时会受到地层吸收衰减的影响,从而降低了地震资料的分辨率。因此地震波吸收衰减补偿是地震资料处理中的一项重要环节。本文研究的地层吸收衰减补偿方法主要基于局部时频变换(LTFT),该方法能够调节选取谱分解的频率范围和频率采样间隔,解决了短时傅里叶变换固定时窗和小波系数无法提供波形频率的精确估计值问题,适用于非平稳地震信号的时频分析。在求取地层Q值的方法中,频谱比值法具有高效简单的特点,有着广泛的应用范围。本文假设地下介质为层状变Q模型,使用局部时频变换将信号转换为时频域,通过频谱比值法求出各层的Q值,最后根据Kolsky衰减模型来补偿地震信号。理论模型测试和实际资料处理的结果表明,本文提出的方法能够有效恢复衰减信号,提高地震资料的分辨率。     

基于离散Gabor变换迭代时变滤波实现地震信号去噪

基于离散Gabor变换时变滤波对宽带和非平稳信号估计具有强大的能力,迭代时变滤波不仅计算上有效,而且能得到较好的信噪比。鉴于迭代时变滤波方法的特点和地震信号的非平稳性,我们提出了基于离散Gabor变换迭代时变滤波方法实现地震信号的去噪,并根据实际地震信号的带限性及其频带分布规律,提出了简单的掩模函数求取方法。经大量的理论模型和实际资料计算表明该方法是有一定效果的。      

时频分析在地震资料解释中的应用

利用时频分析方法,对地震资料的频率成分在频率域进行离散扫描分析,在时间域进行连续扫描分析,对地震资料进行解释性处理,在一定范围内解决了分辨率和信噪比问题给地地震资料解释带来的困难。该方法不仅优于一般的频谱分析,而且具有简单,快速,效果显著,可操作性强等特点。     

地震信号的时频分析方法

阐述了S-变换的概念及其性质，通过合成的非平稳时间序列，将四种时频分析方法进行比较，从而显示出S-变换具有较高的时间—频率分辨率。以时频分析的一些应用实例，说明时频分析在地震信号处理中具有广阔的应用前景。     

含可变因子的广义S变换及其时频滤波

含可变因子的S变换是一种新型的时频分析工具,比传统的S变换和Mansinha提出的广义S变换更具实用性。可变因子的引入使得高斯窗函数的宽度随频率发生变化时具有目的性,而不是简单地随着频率的增大而变窄。该变换可以有针对性的改善局部频段(特别是低频段和高频段)的频率分辨率及时间分辨率。以此变换为基础,提出了一种时频滤波方法,通过对人工合成地震记录的滤波,证明了该滤波方法的有效性。     

时频分析法在检测混凝土构件质量中的应用

时频分析是近年发展起来的一种新的数学分析方法,这里应用时频分析的方法分析混凝土构件质量。对于混凝土构件的高频地震数据,利用自编的MATLAB程序进行短时傅里叶变换,提取各时窗的主频,然后用SURFER绘制时间-频率等值线图。在利用时频分析方法对混凝土模型和实际资料进行处理后的结果表明,应用时频分析方法可以极大地提高分辨率和实用性。     

有耗分层媒质上瞬变电磁测深的联合时-频解释

时-频分析是信号分析中非常有力的工具,近年来在处理非稳态信号方面获得了很大的成功。本文将联合时-频分析 (JTFA)用于处理地球物理勘探中具有扩散性质的瞬变电磁场信号。首先用数字滤波和逆拉氏算法模拟了分层大地表面上中心回线装置的瞬变响应,然后用Gabor展开研究它们的时-频谱,结果将地层序列成功地区分开来,为瞬变电磁法勘探提供了新的解释手段。     

基于广义S变换时频滤波的MT数据去噪

针对油气勘探中大地电磁(MT)数据易受各类干扰的污染,且信噪难以分离的问题,把基于广义S变换的时频滤波技术应用于MT数据处理中来,得到MT数据的S域时频分布,分析受噪MT数据在S域的时频分布特征,再在S变换时频域进行时频阈值去噪,并对滤波后的S域时频谱进行逆变换重构,分离得到去噪后的MT数据。给出了基于广义S域时频滤波的方法原理与应用步骤,对被污染的仿真和实测MT数据进行了时频阈值滤波,并与小波阈值去噪方法进行了比较研究。结果表明：基于广义S变换的时频滤波方法可有效抑制MT数据中的干扰,从噪声信号中分离出有效的大地电磁数据,且减少了人为参与,提高了MT勘测的数据质量。     

几种重排算法在地震信号处理中的实验分析

阐述了时频分析技术中重排算法的基本思想,给出了部分重排算法的局部能量重心表达式;设计了两个数值实验,利用几种重排算法对单道地震信号进行了计算和分析比较。结果表明：重排算法不仅能有效抑制交叉项,同时也能提高时频聚集性,从而获得更理想的局部信号特征。其中以重排Spectrogram分布的时频聚集能力最佳,尤其适合于突出主频信号;重排平滑伪Wigner-Ville分布同样也能够获得较理想的时频效果,但稍弱于前一种方法;重排伪MH分布的时频聚集性相对较差,没有对分散的能量进行有效的重新分配处理。重排算法因其突出的时频聚集能力,应用在地震剖面中可以得到更加细致的瞬时频率特征。     

2.5维各向异性介质中地震波场数值模拟

这里实现了在2.5维各向异性介质中地震波传播的数值模拟。首先从2.5维一阶速度-应力弹性各向异性波动方程出发,得出了该方程的拟谱法数值解法;然后通过对Marmousi速度模型进行数值模拟,表明了拟谱法的有效性;最后计算并分析了均匀和混合各向异性介质中波的传播快照和理论模拟的地震记录,进一步认识了波在各向异性介质中的传播规律。     

广义S变换去除面波技术及应用

在叠前地震资料中的面波,是影响地震资料信噪比和分辨率的主要因素.传统的压制面波的方法,都不可避免地存在一些缺陷.广义S变换可以将单道地震记录从时间域变换到时频域,使面波和有效波在时频域上明显分开,在时频域上切除面波后再反变换回时间域,即可达到去除面波的目的.这里通过广义S变换的方法去除叠前资料中的面波,对理论模型和实际...     

探地雷达数据的S变换时频分析

S变换自问世以来,凭借其优越性已经被广泛地应用于数字信号处理中。对模拟的探地雷达数据和实测的探地雷达数据进行S变换时频分析。其中探地雷达数据的模拟采用时域有限差分法,地电模型为层状介质,通过S变换时频分析,可以更有效地区分薄层状介质。对实测的探地雷达数据进行S变换时频分析,去除了部分噪音干扰,突出有效信号,图像更直观,易于图像的解译。     

基于广义S变换的地层吸收补偿

广义S变换是一种新的非平稳信号时频分析方法。广义S变换的反变换与傅立叶变换有直接的联系,是无损变换;线性变换保证其不存在交叉项;时频分辨率与信号的频率有关;基本小波不必满足容许性条件;尺度性质使得广义S变换有很好的频率聚集能力。基于广义S变换的特点和优势,进行地层吸收补偿。通过对实际二维叠后地震数据进行地层吸收补偿处理,结果表明,提高了地震反射层的分辨率,改善了地震资料的品质,而且无需知道地层的Q值。