稳定高效的时域反Q滤波方法

本文提出了一种全新的基于等效Q值的时域反Q滤波算法,其允许等效Q值在垂向上随时间连续变化,在空间上存在弱变化;将加权最小平方方法优化设计思想引入到时域反Q补偿短算子设计当中,给出最优时域短算子设计,将大量的频率域乘法工作转化为少量的时域褶积运算;采取表驱动方案,将短算子的构建与反Q补偿运算相剥离,极大地提升了计算效率;提出了一种新的稳定性控制方法,其既保证算法具有良好的稳定性,又满足短算子设计精度的要求.数值计算表明：时域反Q滤波算法可以取得与频域算法相同的补偿效果,并保证算法具备良好的稳定性和较高的计算效率.     

以虚拟地震的理论格林函数为模板搜寻小地震

搜寻小地震而得到更加完备的地震目录是地震学的基本课题.传统的匹配滤波方法用已知地震的波形与连续观测做互相关,可有效识别小地震.然而,一些地区缺乏早期观测或地震活动性低而无真实地震可做模板,造成传统匹配滤波法难以施展.使用虚拟地震的理论波形做模板可解决该问题.若使用的虚拟地震包含所有可能的震源机制,即离散地覆盖整个震源机制解空间,虚拟地震的数量将大量增加,导致计算量剧增.本研究借鉴裁剪-粘贴法(CAP)中对滑动互相关的处理方式,发展了以虚拟地震的理论格林函数为模板的匹配滤波方法(Green′s function-based matched filter,简称为GFMF),在不改变计算结果的前提下通过减少滑动互相关的次数,节省计算时间.本文将该方法应用到加州一地震序列,凭借对震源位置和震源机制的网格搜索,得到了该序列的时空分布变化特征和该区域全部中等地震的震源机制.研究结果显示,虚拟地震可以用作模板来检测小地震以解决真实模板地震不足的问题.若不对虚拟地震的震源机制进行遍历,得到的地震数量将减少70%以上.这表明本研究对震源机制遍历的相关优化是重要的.     

基于奇异值分解的时移地震互均衡方法

针对时移地震互均衡处理中的传统匹配滤波算法抗噪能力弱的特点,重新推导匹配滤波方程,引入奇异值分解方法求解,克服系数矩阵的奇异性,同时减少噪声的影响.模拟数据和实际数据都验证了基于奇异值分解匹配滤波较传统匹配滤波算法有更好的抗噪能力.     

地震几何属性的快速算法实现

地震几何属性被广泛用于提取地震数据中的几何结构特征,从而辅助解释相关的地质沉积和构造过程.本文提出基于多种递归滤波和构造导向滤波的地震几何属性快速算法,能显著提高地震相干和体曲率的计算效率和分辨率.递归滤波的计算效率远高于传统的加权求和计算,且其计算成本与平均窗口的大小无关;同时,利用高维滤波的可分离特性可以将其分解为多个一维滤波来进一步提升计算效率并有利于多线程并行运算.此外,使用构造导向滤波实现相干计算,可以有效地消除倾斜构造对结果的影响而无需传统方法中耗时的插值运算.三维实际地震数据的应用结果表明,本文提出的快速算法能将传统的相干和曲率属性计算速度提高10～30倍且对断层的刻画更加完整和连续.     

基于高灵敏度检波器数据的分频匹配滤波方法及其应用(英文)

具有较高自然频率的高灵敏度检波器在采集数据时可以通过压制低频信号来相对提高高频能量,但这也造成了其低频响应差的问题,如果将高灵敏度数据与常规数据进行优势组合,就可以达到拓宽频带的目的。为此,本文提出分频段匹配滤波的方法,即在保持常规数据低频优势的前提下,对其高频端进行匹配滤波,实现不同频带范围内的优势互补,从而改善地震记录。通过引入不同主频的雷克子波模拟得到具有常规数据和高灵敏度数据特点的理论模型,论证了分频匹配滤波方法的可行性。在对野外单炮地震记录处理中发现,分频匹配滤波方法拓宽了地震记录的有效频带宽度,提高了地震记录的分辨率。     

匹配滤波和曲波去噪相结合的气枪主动源弱信号提取

提出由一维模板匹配滤波技术(MFT)和二维曲波(Curvelet)变换法穿插的数据处理方法,即先通过一维模板匹配滤波方法得到相关系数,将相关系数组成二维数据并用曲波变换法处理,最后将各道对应相关系数分别与模板信号褶积,得到高信噪比恢复信号。将该方法用于处理仿真数据和宾川主动源气枪信号,结果表明:在宾川主动源气枪信号的处理中,本方法较单一数据去噪方法恢复能力更好,可对气枪主动源的模拟与实际信号进行更好的数据提取与恢复,得到噪声干扰更少的地下介质波速变化,提高低信噪比数据的利用率与可分析性。     

模板匹配滤波技术在地震数据处理中的应用

模板匹配滤波技术(Matched Filter Technique,MFT)是一种近几年发展迅速的可用于检测遗漏信号的算法,在图像识别、行星探测等众多领域均有广泛应用。在地震学中,该技术通过扫描连续波形找出模板事件附近发生的、与模板事件相关性较好的遗漏地震事件,可用于完善地震目录,实现对地震活动性以及区域应力状态的更好刻画。本文综述了模板匹配滤波技术在地震数据处理中的应用,首先概述基本原理,其次介绍该方法用于探测各类地震事件的实例,包括前震和余震、远程动态触发地震、诱发地震和非火山震颤等,最后展望了用于提高算法效率及探测精度的一些改进方法。     

2020年7月12日河北唐山MS5.1地震发震构造及唐山断裂带三维模型

基于2020年7月12日河北唐山MS5.1地震事件,以河北省测震台网测定的唐山5.1级地震序列目录中ML1.0以上地震事件为模板,采用匹配滤波技术对2020年07月12—16日的连续波形进行遗漏地震检测,并确定遗漏地震的发震时刻,进一步完善地震序列目录;计算了主震的震源机制解,得到节面I:走向236°/倾角77°/滑动...     

基于匹配追踪和遗传算法的大地电磁噪声压制

针对匹配追踪计算量大、大地电磁数据处理效率低的问题,提出基于匹配追踪和遗传算法的大地电磁噪声压制方法.首先,利用Gabor原子构建过完备原子库,并对过完备原子库集合进行划分.然后,借助遗传算法的自适应性,快速搜寻最优匹配原子及所在位置.最后,运用最优匹配原子对待处理信号进行稀疏分解,重构有用信号.通过对计算机模拟的典型强干扰和矿集区实测大地电磁数据进行分析处理,实验结果表明,相对于匹配追踪和正交匹配追踪,文中所提方法能从过完备原子库中快速、自适应地选取最优匹配原子与不同噪声干扰类型高精度的匹配,极大地提升了计算效率;大地电磁时间域序列中的大尺度强干扰被有效剔除,视电阻率曲线更为光滑、连续,低频段的数据质量得到明显改善.     

基于反射界面自动拾取的AVA反演方法研究

本文将逐点匹配滤波思想应用于叠前AVA反演,提出了一种反射界面自动拾取方法,从而将叠前非线性反演问题转化为两步线性反演进行求解.首先基于逐点计算的方式获取每个采样点对应的残差值,然后在残差曲线上自动拾取波谷以定位反射界面,最后在频率域采用最小二乘反演对叠前参数进行更准确的估计.相比于传统的同时估计反射界面位置和幅值的非线性反演方法,该方法不需要关于参数的个数、分布等先验假设,并且具有运算速度快、求解稳定的优点.模型试验以及实际地震资料处理验证了该方法的有效性.     

基于小波包变换的滤波方法

基于小波包变换的基本原理,提出了对不同频率范围的信号和噪声进行滤波处理的方法．利用该方法可将噪声与信号分离以及将不同频段信号分解,从而达到滤波的目的．仿真结果表明,小波包变换具有许多其它分析手段所不具备的优点,是一种有效的滤波方法,可应用于地震信号的预处理     

轮胎子午线检测系统的匹配算法研究

本文结合轮胎的实际图像,在大量实验的基础上,总结出了适合轮胎子午线检测的方法.首先对图像进行预处理,包括灰度变换、阈值变换、边缘检测、轮廓提取和种子填充5个步骤,其次由于原始模板匹配算法存在计算量大、匹配速度慢、不精确;我们提出二次精确匹配算法从而解决了此问题,最终得到满意结果.     

OBC与拖缆数据的子波域匹配滤波方法研究

海底电缆(OBC)采集方式的出现,导致OBC采集与拖缆采集数据进行拼接成为三维连片地震资料处理中的一个重要环节.由于采集方式不同,数据在振幅、频率、相位等方面均存在较大差异.为了消除和减小这些差异,为后续的地质解释和油气预测提供便利,本文提出了一种在子波域的1范数匹配滤波方法来计算匹配滤波因子,以用来提高OBC数据和拖缆数据的匹配精度,改善连片处理的数据品质,为后续的地质解释和油气预测提供便利.通过实际资料检验,子波域匹配滤波方法在OBC与拖缆数据拼接应用中取得了较好的效果.     

OBC与拖缆数据的子波域匹配滤波方法研究

海底电缆（OBC）采集方式的出现,导致OBC采集与拖缆采集数据进行拼接成为三维连片地震资料处理中的一个重要环节.由于采集方式不同,数据在振幅、频率、相位等方面均存在较大差异.为了消除和减小这些差异,为后续的地质解释和油气预测提供便利,本文提出了一种在子波域的1范数匹配滤波方法来计算匹配滤波因子,以用来提高OBC数据和拖缆数据的匹配精度,改善连片处理的数据品质,为后续的地质解释和油气预测提供便利.通过实际资料检验,子波域匹配滤波方法在OBC与拖缆数据拼接应用中取得了较好的效果.     

青海茫崖5.0级地震震源区微震检测与序列活动特征分析

以2019年3月28日青海茫崖5.0级地震作为研究震例,选取主震后信噪比较高的9个M_L1.0以上余震作为模板事件,利用模板匹配滤波方法对主震后30天连续波形进行遗漏地震扫描,检测到遗漏地震13个,约为原始地震目录的43%,这对该地区的地震活动性研究,地震危险性评估等后续研究工作提供了比较完备余震序列数据参考。对模板匹配前后b值变化进行对比分析,发现模板匹配后b值略有下降,佐证了强震后短时间内b值明显降低的普遍现象。最后对扩充后的地震目录进行双差重定位,发现地震主要集中分布在茫崖—油沙山断裂北侧,呈现出成团成片的丛集状分布特点。     

利用遥感图像数据基于模板匹配的震毁灾损研究

有效评估震灾损失可及时、可靠地了解地震灾区实时情况,提高破坏性地震下人们的反应能力,满足应急指挥需求。为提高震灾损失评估精度,对所获取遥感图像进行滤波及局部灰度调整处理,提出基于遥感图像模板匹配的震毁灾损研究。首先获取震区的遥感影像,考虑所获取图像与模板图像的偏移状况对图像进行模板匹配,提取与模板匹配后特征区域的特征值,获取空间网格点上的成像值,依据成像点自动评估震灾损失,其中能量最大的点即为震害受损最严重的位置,对图像所有内廓像素点结果进行遍历,确定提取地震灾区整体的受损特征结果。仿真实验发现,所提方法可提取出震灾损失状况,初步为地震灾害损失评估提供参考借鉴,但仍需要进一步研究,以提高方法的普遍适用性。     

S变换在面波去噪中的应用r

S变换是一种用于分析非平稳信号的时频变换方法, 可以很好地刻画地震信号的时频特性. 本文将S变换用于地震面波数据的噪声去除中, 首先介绍了S变换的理论基础, 然后设计了时频滤波和阈值滤波两种方法, 分别对天然地震面波数据和背景噪声数据进行去噪处理, 并与相位匹配滤波进行了比较． 结果表明, 面波数据经S变换去噪后, 群速度频散曲线的短周期部分得到改善, 能够连续追踪至6 s左右, 但长周期部分出现了缺失; S变换去噪的效果优于相位匹配滤波, 两者相结合会得到更加理想的结果．      

基于非因果滤波器的多次波匹配相减方法(英文)

在常规多道匹配滤波方法中的滤波器是物理可实现的因果滤波器,只能实现地震信号序列延迟的滤波。本文提出了最小二乘意义下的非因果多道输入多道输出维纳滤波方法,通过比较多道匹配相减中因果和非因果滤波方法之间的差别,验证了方法的有效性,解决了模型数据滞后于实际数据的情况。而且,通过定义长度随偏移距和层速度变化的滑动时窗,解决了匹配时窗内同相轴数量随偏移距增大而增加的问题。并将上述方法应用到改进的扩展多道匹配相减去除多次波的方法中,利用Pluto1.5理论模拟数据,对非因果滤波器和变长度时窗的匹配相减方法进行测试,取得了很好的去除多次波后的地震数据。     

改进的小波分频重构算法在石油地震勘探中的应用

在地震资料处理过程中,为了提高信号的信噪比以及保留数据的可靠频段,通常采用频率域滤波的方法.但是,传统的频率域滤波方法是基于傅里叶变换,在窗口与窗口之间的接合部位会出现假异常.且在滤除噪声的同时,很可能同时也将有用信息一起滤除掉. 本文针对上述问题,将小波域分频处理与重构的方法应用到石油地震勘探数据处理中.在提高信号信噪比的同时又可兼顾其它频段信息,使处理出的地震剖面信噪比提高,频带有所拓宽,从而达到最佳重构.文中先后给出了小波变换及其逆变换的数值计算方法以及最佳小波和最佳重构系数的求取方法.最后通过实例分析,其结果表明,该方法在理论上是正确的,实际应用效果也是成功的.     

基于短算子设计的黏性介质叠前时间偏移

为了提高频域黏性介质叠前时间偏移的计算效率,本文采用加权最小平方方法设计高精度的、最优时域褶积短算子,发展了一套表驱动的时域黏性介质叠前时间偏移方法.该方法将大量的逐频率补偿运算转化为少量的时域褶积运算,并将走时,振幅表和补偿褶积短算子系数表的计算过程与补偿成像过程相剥离,提高了时域算法的计算效率;通过控制最大的补偿因...