基于结构匹配反褶积的同时震源数据直接成像

针对同时震源数据最小二乘偏移(LSM)计算效率低的问题,笔者研究并提出了同时震源混合数据直接成像的结构匹配反褶积(SMD)方法。通过分窗的方式求取局部Hessian逆,加入局部结构约束,可以压制混合数据成像串扰噪音的同时对成像做照明补偿,提高成像质量。并在复杂sigesbee2A模型的数值测试中验证了SMD方法的有效性。结果表明,SMD能够有效地压制成像中的串扰噪音,且对成像振幅有一定的补偿作用,计算效率相比LSM有巨大提升。     

基于最小二乘的三维正交介质弹性波高精度正演模拟

本文借助线性滑动理论,将裂隙密度、纵横比等不同物性参数等效为正交介质刚度矩阵,建立两组正交直立裂隙介质正演模型.利用基于最小二乘法优化的高精度交错网格高阶有限差分法模拟弹性波在正交介质中的传播过程.模拟结果表明介质各向异性强度与裂隙物性直接相关,正演波场和共炮点显示相比普通交错网格,最小二乘优化方法可以压制数值频散现象,明显提高模拟精度,子波主频较高和模型波速较低时改善效果更为突出.     

小波结合幂次变换方法在边界识别中的应用

在位场数据边界识别传统方法理论的基础上,前人研究了各种场源边界增强技术来提高信噪比和定位精度,但仍然存在受噪声影响大、场源边界不够收敛等问题。本文在传统边界识别方法的基础上进行改进,利用小波变换与传统方法相结合来增强对噪声的压制能力,并且提出了幂次变换法对识别出的边界进行有效收敛。将改进方法与传统方法应用于地质体的边界识别;同时选取3种传统数值计算方法,结合模型数据、四川盆地重力异常数据及朱日和地区磁异常数据进行对比分析。结果表明：小波结合幂次变换法能够有效识别出研究区域内地质体的边界,能很好地起到压制噪声的作用;并且识别出的边界收敛,提高了边界识别的精度,在边界识别中取得了良好的效果。     

基于CEEMDAN和小波变换的地震信号随机噪声压制新方法

提出一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和小波变换（WT）的地震信号去噪新方法CEEMDAN-WT。首先利用CEEMDAN将地震信号自适应地分解为若干个固有模态函数（IMF）和余量;然后计算各分量与原始信号的皮尔森相关系数,对处在不同相关系数阈值区间内的分量分别作小波滤波、维持原状及直接剔除等处理,并进行线性重构;最后构建样本熵变化量、互信息、信噪比等指标体系,定量评估去噪效果。模拟实验与实测数据（青海玛多地震）计算结果表明,与EMD、EEMD等方法相比,CEEMDAN-WT方法能有效抑制随机噪声的影响,提高信噪比,并且地震信号的精细化重构效果较好,信号有效成分得到较大保留。     

煤层下部地层地震成像研究

以内蒙地区某煤田三维地震资料为例,对煤层下部地震成像效果不佳的原因进行分析。在资料处理环节,对影响煤层下部成像效果的面波和多次波,根据空间和频率等特性进行压制和衰减;在地表激发条件差、震源能量衰减迅速、煤层对下部反射有强烈屏蔽作用的情况下,对弱信号进行针对性的补偿和保护。实际资料处理,得到了较满意的成像效果。     

基于信噪辨识的矿集区大地电磁噪声压制

为了避免形态滤波方法在大地电磁强干扰分离中的“过处理”、进一步保留大地电磁低频段的有用信息,提出基于信噪辨识的矿集区大地电磁噪声压制方法.首先,从信号处理的角度剖析矿集区典型强干扰与天然大地电磁微弱信号之间的定量辨识关系,利用形态分形维数和形态膨胀谱熵对大地电磁信号与强干扰进行信噪辨识.然后,结合形态滤波技术和阈值法,仅对辨识出明显不是天然大地电磁信号的异常波形进行噪声压制.最后,重构大地电磁有用信号,并对算法进行性能评价.仿真结果表明,形态分形维数和形态膨胀谱熵能较好地定量辨识大地电磁信号与强干扰,大地电磁信号中一些缓变化的低频信息得到了更为精细的保留;与形态滤波整体处理相比,本文所提方法获得的卡尼亚电阻率曲线更为光滑、连续,视电阻率值相对稳定,其结果更为真实地反映了测点本身所固有的大地电磁深部构造信息.

     

Hilbert-Huang 变换与大地电磁噪声压制

大地电磁信号具有非线性、非平稳、非最小相位特征,不符合以Fourier变换为基础的传统功率谱估计的基本要求. Hilbert-Huang变换是近年发展起来的处理非线性、非平稳信号的完全局部时频分析方法. 本文在简要介绍Hilbert-Huang变换基本原理与算法基础上,以实际数据分析为例,探讨了它在大地电磁信号处理及噪声压制中的应用. 提出利用Hilbert时-频能量谱对大地电磁信号进行时段筛选,以提高信号品质,增强数据处理的质量和资料的可解释性. 利用经验模态分解方法及其多尺度滤波特征,可以有效地分析MT信号中的噪声分布特征,并进行干扰压制.     

基于波动理论和抛物Radon变换的表面多次波压制技术

基于波动方程预测相减的表面多次波压制方法,能较好压制地下复杂介质产生的多次波,但是计算成本较高。基于滤波方法压制多次波计算效率较高,对一次波和多次波存在较大时差的地震数据有明显的压制效果,但是对来自复杂介质的地震数据较难得到良好的压制效果。将波动方程法和滤波法结合,提出一种基于抛物Radon变换和波动方程的多次波压制方法。首先应用表面多次波形成机理预测多次波,利用对应的预测多次波的地震记录和初始地震记录,在抛物Radon域设计自适应滤波函数,通过准确滤波得到多次波在抛物Radon域的能量;然后通过反变换得到多次波,从原始地震记录中减去多次波,得到压制多次波后的结果。水平层状模型及SMAART模型测试结果表明,该方法结合两种方法的优点,能够准确、高效压制来自地下复杂介质产生的表面多次波。     

频域稀疏双曲Radon变换去噪方法

Radon变换是地震数据处理中广泛应用的一种技术方法,但实际应用中存在分辨率及运算效率低的问题。笔者在相移双曲线的基础上,推导了时不变双曲积分路径,提出了基于贝叶斯原理的稀疏双曲Radon变换,给出离散变换的参数选取准则,并且为保证不同反射层的反射波具有最佳收敛,在变换中引入了动态时窗。频域稀疏双曲Radon变换不仅具有较高的分辨率,而且可以在频域实现,计算效率大幅提高。模型数据测试和实际资料应用结果表明,频域稀疏双曲Radon变换可以有效去除规则干扰波、压制随机噪声,提高数据信噪比,且具有较好的保真度和保幅性。