一种极值无偏的地球化学等值线图生成方法

利用野外获得的离散点数据制作地球化学图,通常采用规则矩形网格化和不规则三角网格化两种方式,前者易出现元素浓集区中心与极值点偏移的现象,后者难以保证等值线圆滑美观,且成图边界不规则。针对上述问题,笔者提出了一种极值无偏的地球化学等值线图生成方法,合并极值点与规则矩形网格点,并剔除畸形网格点,在此基础上构建不规则三角网,而后追踪等值线,通过极值点和规则矩形网格点分别控制等值线图的精度和可视化效果。实验结果证明,采用该方法制作的等值线图,元素浓集中心与极值点位置完全吻合,曲线光滑美观,同时有效解决了扩边问题。     

等效偏移距在垂直地震剖面中的研究及应用

基于散射理论的等效偏移距方法在地震资料数据处理中具有独特的优势,尤其在速度分析和偏移成像方面。笔者将该理论应用到垂直地震剖面(VSP)数据处理中,研究了基于该理论的 VSP 数据共散射点道集的形成方法,并试验了 VSP 共散射点道集在速度分析和成像方面的应用效果。理论模型和实际资料测试结果表明,该方法能方便有效地为 VSP 提供不受初始速度和地层倾角影响的有效偏移速度,除了能在常规成像方法的成像区域内准确成像外,还能在常规成像方法的盲区外有效成像,在一定程度上扩大了 VSP 方法的成像范围,具有有较好的研究意义和应用前景。     

稳健M估计用于瞬变电磁数据抽道叠加与噪声压制

虽然国内外大部分瞬变电磁仪器都针对原始数据采取了一系列的数据处理方法来压制噪声、提高信噪比.但是当天电干扰、人文干扰严重时,噪声仍有可能残留到周期叠加后的数据中. 时间窗口抽道叠加处理是周期叠加后瞬变电磁数据处理中的一项重要内容. 本文提出将稳健M估计算法用于时间窗口内采样数据的抽道叠加处理. 通过对其在模拟数据与实测瞬变电磁数据中的应用效果进行对比分析,发现其相比于传统的算术平均算法、几何平均算法等,可进一步压制类高斯随机噪声与尖峰脉冲噪声,提高数据质量.     

水下运载体重力辅助惯性导航系统仿真平台

扩展卡尔曼滤波技术可以利用序列观测重力异常数据以及航行区域重力异常基准图来校正惯性导航系统漂移误差。针对因重力测量环境的变化、测量仪器扰动等因素造成的重力异常观测噪声不确定问题,提出了基于量测残差自适应估计观测噪声协方差（residual-based adaptive estimation,RAE）的重力异常滤波匹配算法;设计了一组并行卡尔曼滤波器,并简化了最优滤波器的选择准则。不同重力特征区域的实验表明,该算法能够有效降低惯性导航系统经纬向漂移误差,提高系统的导航定位精度。     

叠前地震数据特征波场分解、偏移成像与层析反演

本文提出了一套叠前地震数据稀疏表达(特征波场合成)、深度偏移成像和层析成像的处理流程.不同于传统的变换域中的数据稀疏表达理论, 本文利用局部平面波的传播方向(慢度矢量), 在中心炮检点处同时进行波束合成, 从而将地震数据投影到局部平面波域(高维空间)中.由于波束合成后的地震数据描述了局部平面波的方向特征, 因此称之为特征波场.然而波束合成算法需要估计局部平面波的慢度矢量.当地震数据受噪声干扰时, 难以在常规τ-p谱中自动估计局部平面波的射线参数(慢度矢量).本文提出了基于反演理论的特征波场合成方法, 可以同时反演局部平面波及其传播方向, 从而提高特征波合成的自动化程度并保持方法的稳健性.通过特征波场合成, 可以将地震数据分解为单独的震相(波形).这样的数据可以直接用来成像及反演.在局部平面波域中, 由于局部平面波的入射与出射射线参数已知, 传统的Kirchhoff叠前深度偏移(PSDM)和高斯束/控制束PSDM可以实现从"沿等时面的画弧"到"向反射点(段)的直接投影"的转变, 叠前偏移的效率以及成像质量可以同时提高.此外, 特征波场与地下反射点(段)的一对一映射关系使得叠前深度偏移与层析成像融为一体, 可以极大地提高速度反演的效率.数值试验证明了特征波场合成、叠前深度成像以及层析反演的有效性.     

海水速度差异对中深层偏移成像的影响分析

本文针对深水环境下中深层偏移成像质量差的问题,考虑海水速度变化对中深层偏移成像质量的影响,从在大水深中加入深海声道模型入手,分析在偏移成像当中海水速度的不同选取对水平层状介质、倾斜层介质以及较复杂介质模型偏移成像质量的影响,通过在同一模型上改变海水速度进行成像,分析中深层成像效果可以得出:在大水深反射资料数据处理当中应该考虑真实的海水速度进行成像处理,否则会由于海水速度的选取不当而造成偏移成像层位的空间位置和中深层层位几何形态的变化.     

基于全变分原理的多震源混合数据直接偏移方法

多震源混合地震采集技术,即将多个震源以一定编码方式连续地激发,得到多炮混合的地震数据.该技术能减少地震采集时间,节约采集成本,但是混合数据的直接偏移会在成像剖面中引入严重的串扰噪声,影响成像效果.从数学上看,地震成像属于典型的数学物理反问题,可以采用线性反演方法求解一个正则化约束的最小二乘(LS)优化问题,获得更高质量的成像结果.全变分(TV)正则化方法是图像去噪和复原领域中广泛应用的热点技术,其能在去除噪声的过程中保留图像的边缘信息和不连续性.在对TV图像去噪复原方法原理分析的基础上,本文将多震源混合数据直接偏移成像问题转换成图像复原的极小化能量泛函问题,用TV正则化代替传统最小二乘偏移(LSM)中的L2范数正则化,提出基于全变分原理的混合数据直接偏移方法.该方法使用基于梯度的快速迭代收缩阈值与快速梯度投影组合算法——FISTA/FGP求解最优化问题,能有效压制串扰噪声,增强同相轴连续性,提高成像分辨率.理论模型测试结果表明:将本方法应用于混合数据,无论是去噪效果还是成像精度都得到显著改善.     

用于微动探测的低成本自存储式数字地震检波器

微动探测是利用地球表面的天然震动信号进行探测的被动源探测方法.相对于传统的物探方法, 微动探测野外施工灵活, 阵列形状多样, 受施工场地限制小, 对施工环境影响小.目前进行微动探测所用的地震检波器大多成本较高、重量和体积大, 不便于运输与大规模布设.本文由微动探测方法的特点出发, 优化改造了自行研发的低成本自存储式数字地震检波器, 使其性能满足微动探测的需要.通过对地震计系统噪声的详细分析、微动探测原理的讨论, 结合现场试验数据, 探讨了该检波器应用于大规模微动探测的可行性.     

南黄海低信噪比地震资料处理技术探索

随着南黄海海相碳酸盐岩油气地震调查的展开,提高海相碳酸盐岩目标层低信噪比地震资料的成像品质,已成为地震处理工作的主要任务。在充分分析了地震地质条件和原始资料特征的基础上,总结了成像处理存在的主要问题,探索了针对性处理技术流程并进行了攻关试验工作,建立了以叠前综合多域噪声压制、多次波联合衰减、大偏移距各向异性动校正、各向异性叠前时间偏移等关键技术方法组成的处理流程。资料处理结果表明,地震剖面的成像精度显著提高,各种地质现象反射特征突出,有效地提高资料解释的准确性。     

特征高斯波包叠前深度偏移方法

高斯波包（Gaussian packet）传播算子可在局部时空域高效地计算局部波包的传播.高斯波包叠前深度偏移的基础是在Gabor变换域描述观测数据,再利用高斯波包传播算子计算炮点波场和检波点波场,两者相关即可得到偏移结果.利用炮道集的局部τ-p特征在Gabor变换域表达观测数据,可以仅关注部分高斯波包框架函数上的数据投影,这样既实现了波场的压缩存储,同时可利用高斯波包传播算子反传框架函数以实现整个炮道集的快速反传.这些综合了观测数据局部τ-p特征的高斯波包函数称为特征高斯波包（characteristic Gaussian packet,CGP）,相应的波场反传称为特征高斯波包反传.理论及数值分析证明了上述特征高斯波包反传方法是有效且快速的.炮点正传波场也利用高斯波包传播算子模拟.利用互相关成像条件可实现特征高斯波包叠前深度偏移（characteristic Gaussian packet pre-stack depth migration,CGPM）.由于高斯波包传播算子描述了局部方向及局部空间的波场,所以CGPM可以自然地提取角度域成像道集（ADCIG）,并易于实现面向目标叠前深度偏移,从而作为偏移引擎为偏移速度分析（MVA）服务.数值实验证明了CGPM和面向目标CGPM的有效性和实用性.