地震波干涉偏移及预条件正则化最小二乘偏移成像方法对比

地震波干涉偏移和偏移反演成像是近年来十分活跃的两个研究领域.干涉偏移提供了一个新的地震波数据成像工具,而偏移反演则提供了高逼近度地震成像.二者的共同目的是改善传统直接偏移方法的成像效果,展宽成像区域并提高成像的分辨率.本文研究干涉偏移方法和偏移反演方法对于地震成像效果的影响,探讨二者在提高成像分辨率上的异同.对于偏移反演,通过建立正则化模型,研究了预条件共轭梯度迭代正则化方法及改进措施,并通过绕射点模型数值模拟验证了该方法比直接偏移能够提高振幅的保真度和成像的分辨率.对于干涉偏移和偏移反演这两种方法,对层速度地震模型进行了数值模拟.结果表明干涉偏移和偏移反演成像方法比传统的偏移方法在成像效果上是更加有效的,因而对于实际的地震成像问题很有应用前景.     

F-K变换与预测反褶积压制多次波效果对比

多次波压制是地震资料处理中一个重要步骤。根据多次波发生下行反射的位置,可以把多次波分为两类:自由界面多次波和层间多次波。不同的多次波有着不同特性,一种压制多次波的方法往往只能针对特定的某一种多次波进行压制。F-K域压制多次波和预测反褶积分别利用了多次波的可分性和周期性这两种具有代表性压制多次波的处理方法。这里首先利用声波时差有限差分的方法对模型进行了正演计算,得到了包含不同类型多次波的地震数据;然后对正演数据分别应用F-K域压制多次波和预测反褶积两种压制多次波技术对自由界面多次波和层间多次波进行处理;最后对比分析了两种方法的处理效果,总结了两种方法的适用条件。F-K域多次波压制手段适用于多次波与一次波时差差异较大的情况,预测反褶积对小炮检距附近严格满足周期性的多次波去除效果较好。     

基于盲退卷积的AIA图像增强方法

太阳图像中存在各种不同尺度、亮度和结构的物理活动现象,由于太阳日冕高动态活动和传感器设备等因素的影响,太阳图像成像质量不佳。根据太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory,SDO)的大气成像仪(Atmospheric Imaging Assenbly,AIA)拍摄不同波段数据结构的动态范围大、噪声大、结构相对模糊等特点,提出一种基于盲退卷积的图像增强方法。首先对图像进行去噪和降低动态范围的处理,基于图像功率谱的分布假设,从原图中估计点扩散函数(Point Spread Function,PSF)的功率谱;然后使用相位提取算法恢复点扩散函数的相位,再退卷积得出较高质量的目标图像;最后通过轮廓切片分析、功率谱分析以及点扩散函数分析对增强结果进行定量和定性评价。实验结果表明,相比现有的图像增强方法,该方法在有效增强太阳日冕图像细节结构的同时,能够复原原图中因模糊无法识别的结构。     

基于PSO的地震盲反褶积方法

本文基于地层反射系数非高斯的统计特性,在反褶积输出单位方差约束下,将反褶积输出的负熵表示为非多项式函数,作为盲反褶积的目标函数,然后采用粒子群算法优化目标函数寻找最佳反褶积算子,实现地震信号的盲反褶积.数值模拟和实际资料处理结果表明,与传统反褶积方法相比,本文方法同时适应于最小相位子波及混合相位子波的反褶积,能够更好地从地震数据中估计反射系数,有效拓宽地震资料的频谱,得到高分辨率的地震资料.     

欧拉反褶积中构造指数的计算与优化选取

构造指数是欧拉反演中最重要的参数,以往选取构造指数往往根据地质先验信息和人工经验试探选取,这样往往不能快速,准确地确定反演构造指数,从而影响反演效果,甚至反演失败.本文提出利用异常值自动估算构造指数,这样避免了经验选取构造指数产生的不确定因素的干扰,可以快速方便地选出较合理的构造指数,提高反演效率.模型实验显示了该方法良好的反演效果,证明了文中提出的方法的可行性.     

基于欧拉反褶积方法估算华北地区重力变化的等效源参数

利用华北地区2009—2014年绝对重力与相对重力多期重复观测资料, 得到不同时空尺度的华北区域重力场动态变化图像。 采用欧拉反褶积方法, 通过对理论模型试算, 获得最优反演参数, 对引起华北地区重力场变化的场源深度和空间分布规律进行了反演计算和分析。 结果表明: 当构造指数为1时, 适合对流动重力场变化数据进行反演。 实际资料的反演结果在2009—2014年间的场源位置集中于河套断裂带。 本文研究方法可以用于重力场反演和以场求源的定量研究。 本工作为流动重力变化信号的反演和解释提供一条新思路, 也为构建地震重力预报指标体系提供了定量依据。     

非稳态地震稀疏约束反褶积研究（英文）

传统Robinson褶积模型主要受缚于三种不合理的假设,即白噪反射系数、最小相位地震子波与稳态假设,而现代反射系数反演方法（如稀疏约束反褶积等）均在前两个假设上寻求突破的同时却忽视了一个重要事实：实际地震信号具有典型的非稳态特征,这直接冲击着反射系数反演中地震子波不随时间变化的这一基础性假设。本文首先通过实际反射系数测试证实,非稳态效应造成重要信息无法得到有效展现,且对深层影响尤为严重。为校正非稳态影响,本文从描述非稳态方面具有普适性的非稳态褶积模型出发,借助对数域的衰减曲线指导检测非稳态影响并以此实现对非稳态均衡与校正。与常规不同,本文利用对数域Gabor反褶积仅移除非稳态影响,而将分离震源子波和反射系数的任务交给具有更符合实际条件的稀疏约束反褶积处理,因此结合两种反褶积技术即可有效解决非稳态特征影响,又能避免反射系数和地震子波理想化假设的不利影响。海上地震资料的应用实际表明,校正非稳态影响有助于恢复更丰富的反射系数信息,使得与地质沉积和构造相关的细节特征得到更加清晰的展现。     

基于垂向一阶导数与解析信号比值的欧拉反演方法

常规欧拉反褶积法中构造指数的选取以及分散解存在较多的问题,提出了基于联立垂向一阶导数与解析信号的欧拉齐次方程的RDAS-Euler反演方法。该方法可以更为精确的估计场源的范围及埋深,且不需考虑构造指数N的影响,避免了因构造指数不当而引起的反演误差。通过对单一地质体及组合地质体模型的实验证明本文方法能有效地完成目标体的反演工作,反演结果与理论值之间的误差小于10%,且相对于常规欧拉反褶积法更加稳定准确,能够更好的得到地质体边界及深度信息。将RDAS-Euler法应用于黑龙江省虎林盆地实测布格重力异常数据,获得了丰富的断裂信息,说明RDASEuler法增强了对断裂平面位置的识别能力。     

分离三分量远震接收函数的多道最大或然性反褶积方法

迄今为止 ,广泛应用的分离接收函数方法主要基于单个台站的观测数据 ,并依赖等效震源假定的有效性。当地壳内存在明显的间断面时 ,等效震源假定不适于宽频带地震波形数据 ,接收函数的估计将在不同程度上遭到破坏。解决这个问题的出路在于避免使用等效震源假定。依据多道最大或然性反褶积原理 ,给出了利用多道观测数据分离接收函数的方法。我们的方法避免了等效震源假定 ,这对于在复杂构造环境条件下改善接收函数的估计具有实际价值。合成地震图的数值检验结果验证了给出的方法。利用该方法 ,我们得到了跨越大别山造山带 ,从江西大冶附近的大箕铺 (30°2 0′N ,1 1 5°0 3′E)到河南兰考附近的崔林 (34°4 0′N ,1 1 4°4 9′E) ,总长度约 5 0 0km的流动地震台阵剖面各台站的三分量接收函数估计。与基于单台数据的接收函数径向分量比较表明 ,两种方法给出的结果可能存在不可忽略的差别     

中国东北地区重力场研究——利用改进的三方向小子域滤波划分主构造线及大地构造单元

利用重力异常进行大地构造单元的划分是区域重力资料处理与解释的重要任务.为了精细地划分中国东北地区大地构造单元及其分界线位置,对三方向小子域滤波进行了改进,探讨了改进的三方向小子域滤波的合理性.利用小子域及改进的三方向小子域滤波对研究区布格重力异常进行处理,并与欧拉反褶积反演结果进行对比分析.结果表明,改进的三方向小子域滤波在识别平面断裂的应用中具有更好的效果.综合分析东北地区布格重力异常特征、小子域和改进的三方向小子域滤波结果,划分出延续性较好、规模较大的断裂18条.对研究区重力异常进行了分区,描述了一、二级异常的分区特点,给出了东北地区大地构造单元的基本格架.黑河-齐齐哈尔-白城等重要构造线平面位置的确定突破了传统的重力异常分区模式,指出东北地区NE向构造具有走滑特征,且走滑距离具有由西向东逐渐增大的特点.