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小波阈值方法中硬、软阈值方法是地震信号降噪常用方法，但容易造成信号中高频信息丢失导致地震误判和漏判情况发生。小波综合阈值方法继承和发展了硬、软阈值降噪方法的优点，对信号高频部分用硬阈值方法，以提高高频信号能量，对信号低频部分用软阈值方法，提高信号降噪能力的同时保证信号连续性和光滑性。利用噪声信号小波系数小和地震信号小波系数大的特征，进行雷克子波降噪仿真实验和实际地震信号降噪实验。仿真实验表明，小波综合阈值方法降噪后波形MSE值最小，且降噪后与原信号波形最近似，降噪后波形高频部分能量增强且抑制低频部分能量。最后，对实际采集的地震信号进行降噪处理，处理后信号中能量增强被压制，利用处理后的信号可得到地震的初至时间。 相似文献
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Mallat算法在数字地震信号压缩中的应用 总被引：1，自引：1，他引：0
王军 《地震地磁观测与研究》2017,38(5):133-138
地震台站多、数据采集量大,日产出数据量庞大,研究数字地震信号的压缩方法成为行业热门课题。尝试将Mallat算法应用于数字地震波形数据压缩。选取不同的小波分解函数,对不同类型的数字地震信号进行3—5层的小波分解,将得到的小波系数进行分层硬阈值重构运算,对原始信号和处理信号进行压缩。分析可知,Mallat算法压缩比更高,与原始信号相比,重构信号不失真、能量保留系数高。 相似文献
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研究了从天然地震和人工爆破事件的波形记录中提取出来的能量比特征在天然地震和人工爆破事件的自动识别中的有效性及适用性。对波形记录进行了4层小波变换,然后对变换得到的小波系数提取能量比特征,最后利用支持向量分类机ν-SVC进行识别效果检验。实验证明,由bior2.2小波包分解后提取出来的能量比特征对天然地震和人工爆破事件的识别效果很好,可用于实际的自动识别系统作为识别判据之一。 相似文献
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《地震学报》2010,(3)
研究了如何从天然地震和人工爆破事件的波形记录中提取出有效、适用的波形特征,以用于对爆破事件的识别.首先对波形记录进行了4层小波包变换;然后对变换得到的最后一层小波包系数提取3种波形特征:能量比特征、香农熵特征及对数能量熵特征;最后利用v-SVC支持向量分类机对这3种特征的分类能力进行了外推检验.通过选用不同地区、不同台站、不同震级的天然地震与人工爆破的波形记录,力求提取的特征量能尽可能地反映天然地震与人工爆破波形的本质区别,尽量弱化震中距、震级等因素对识别效果的影响.结果表明,上述3种特征中以香农熵特征的识别效果最好,能反映天然地震与人工爆破的本质区别,可作为识别天然地震与人工爆破的一个有效判据. 相似文献
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研究了如何从天然地震和人工爆破事件的波形记录中提取出有效、适用的波形特征,以用于对爆破事件的识别．首先对波形记录进行了4层小波包变换;然后对变换得到的最后一层小波包系数提取3种波形特征:能量比特征、香农熵特征及对数能量熵特征;最后利用upsilon;-SVC支持向量分类机对这3种特征的分类能力进行了外推检验．通过选用不同地区、不同台站、不同震级的天然地震与人工爆破的波形记录,力求提取的特征量能尽可能地反映天然地震与人工爆破波形的本质区别,尽量弱化震中距、震级等因素对识别效果的影响．结果表明,上述３种特征中以香农熵特征的识别效果最好,能反映天然地震与人工爆破的本质区别,可作为识别天然地震与人工爆破的一个有效判据． 相似文献
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地震信号中的随机噪声是一种干扰波，严重降低了地震信号的信噪比，并影响着资料的后续处理和分析.本文根据地震信号中有效信号和随机噪声的差异，结合分数阶B样条小波变换与高斯尺度混合模型提出了一种地震信号随机噪声压制方法.首先利用分数阶B样条小波变换将含噪地震信号映射到最优分数阶小波时频域内，然后对各小波子带系数分别建立高斯尺度混合模型，由贝叶斯方法估计出源地震信号小波系数，最后使用分数阶B样条小波逆变换重构得到降噪后的地震信号.利用本文方法对合成地震记录和实际地震信号进行降噪处理，实验结果表明本文方法能够有效地压制地震信号中的随机噪声，并且较好地保留了有效信号. 相似文献
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实际地震信号通常可表示为具有波形特征差异的多种基本波形信号的线性组合,如叠前道集中的工频干扰噪声与有效波信号、面波噪声与体波信号等.选择单一数学变换方法,往往不易实现地震信号的稀疏表示.近年来发展的形态成分分析理论,通过联合多种数学变换,可实现对复杂信号的稀疏表示.本文根据单道地震记录中面波与体波信号波形结构特征的差异性,提出一种基于形态成分分析的面波噪声衰减方法.针对面波的低频、窄带以及频散特性选择一维平稳小波变换作为其稀疏表示字典,而针对体波波形的局部相关特性选择局部离散余弦变换作为其稀疏表示字典,建立基于双波形字典的形态成分分析模型,通过求解该稀疏优化问题获得最终的信噪分离结果.理论模型和实际地震资料处理证实该方法不仅能够衰减单炮地震记录中的强面波干扰噪声,同时能够更好地保护有效信号的波形特征与频谱带宽,为地震资料的后续处理和分析提供良好的数据基础. 相似文献
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波形反演是近年来较热门的反演方法,其分辨率可以达到亚波长级别.在波形反演的实际应用中,源子波的估计十分重要.传统方法使用反褶积来估计源子波并随着反演过程更新,该方法在合成数据波形反演中效果较好,但在实际数据反演过程中存在一系列的问题.由于实际数据信噪比较低,在源子波估计过程中需要大量的人为干涉,且结果并不一定可靠.本文使用一种基于褶积波场的新型目标函数,令反演过程不再依赖源子波.详细推导了针对跨孔雷达波形反演的梯度及步长公式,实现介电常数和电导率的同步反演.针对一个合成数据模型同时反演介电常数和电导率,结果表明该方法能够反演出亚波长尺寸异常体的形状和位置.接着,将该方法应用到两组实际数据中,并与基于估计源子波的时间域波形反演结果进行比较.结果表明不依赖源子波的时间域波形反演结果分辨率更高,也更准确. 相似文献
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乌兰浩特地震台爆破与地震记录识别判据 总被引：2，自引：2，他引：0
选取乌兰浩特地震台爆破及地震波形数据记录，采用小波分析方法，提取地震及爆破的3种波形特征，使用v-SVC支持向量分类机进行分类能力的效果检验，结果表明，WPT（db4）+香农熵特征+v-SVC的组合最佳，可作为该台爆破与地震记录的快速识别判据。 相似文献
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基于L2范数的常规全波形反演目标函数是一个强非线性泛函，在反演过程中容易陷入局部极小值.本文提出归一化能量谱目标函数来缓解全波形反演过程中的强非线性问题，同时能够有效地缓解噪声和震源子波不准等因素的影响.能量谱目标函数是通过匹配观测数据与模拟数据随频率分布的能量信息来实现最小二乘反演的，其忽略了地震数据波形与相位变化的细节特征，这在反演的过程中能够有效缓解波形匹配错位等问题.数值测试结果表明，基于归一化能量谱目标函数在构建初始速度模型、抗噪性和缓解震源子波依赖等方面都优于归一化全波形反演目标函数.金属矿模型测试结果表明，即使地震数据缺失低频分量，基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法在像金属矿这样的强散射介质反演问题上同样具有一定的优势. 相似文献
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为了研究二氧化碳物理相变技术应用于新型震源研发的可行性，在地下成层性较好的某煤田地震测区，开展了利用二氧化碳相变技术激发地震波的野外人工震源激发-接收实验．并与传统炸药震源进行了对比．地震数据利用Aries2.66型垂直分量反射地震仪和PDS-2型三分量地震仪接收．根据实测地震数据，从野外地震记录震相识别，初至波传播距离分析，震源近场地震信号时频分析，CO_2相变激发震源子波提取和基于CO_2震源子波的地震初至波波形反演实验等多个方面，进行了关于CO_2相变激发技术能否产生地震波信号以及能否将其应用于新型震源研发的可行性研究．研究结果表明CO_2物理相变膨胀能够产生能量集中的地震波信号；在实验区地质条件和激发参量下地震记录中初至波的可识别的传播距离约为1km；震源近场地震信号的主频集中在8～13Hz；利用震源近场数据提取了CO_2震源子波；通过地震初至波波形反演实验认为这种震源子波能够应用于波形反演等方面的研究．因为CO_2相变激发具有绿色、环保、安全等方面的优点，若能进一步在激发能量、激发—延迟时间一致性等方面加以改进，该技术有望在城市隐伏活动断层探测、城市地下空间探测、煤矿高瓦斯环境人工地震勘探等领域发挥重要的作用． 相似文献
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James Rickett 《Geophysical Prospecting》2013,61(4):874-881
This paper compares three alternative algorithms for simultaneously estimating a source wavelet at the same time as an earth model in full‐waveform inversion: (i) simultaneous descent, (ii) alternating descent and (iii) descent with the variable projection method. The latter is a technique for solving separable least‐squares problems that is well‐known in the applied mathematics literature. When applied to full‐waveform inversion, it involves making the source wavelet an implicit function of the earth model via a least‐squares filter‐estimation process. Since the source wavelet becomes purely a function of medium parameters, it no longer needs to be treated as a separate unknown in the inversion. Essentially, the predicted data are projected onto the measured data in a least‐squares sense at every function evaluation, making use of the fact that the filter estimation problem is trivial when compared to the full‐waveform inversion problem. Numerical tests on a simple 1D model indicate that the variable projection method gives the best result; actually producing results in quality that are very similar to control experiments with a known, correct wavelet. 相似文献
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Derman Dondurur 《Pure and Applied Geophysics》2010,167(10):1233-1245
Wiener deconvolution is generally used to improve resolution of the seismic sections, although it has several important assumptions. I propose a new method named Gold deconvolution to obtain Earth’s sparse-spike reflectivity series. The method uses a recursive approach and requires the source waveform to be known, which is termed as Deterministic Gold deconvolution. In the case of the unknown wavelet, it is estimated from seismic data and the process is then termed as Statistical Gold deconvolution. In addition to the minimum phase, Gold deconvolution method also works for zero and mixed phase wavelets even on the noisy seismic data. The proposed method makes no assumption on the phase of the input wavelet, however, it needs the following assumptions to produce satisfactory results: (1) source waveform is known, if not, it should be estimated from seismic data, (2) source wavelet is stationary at least within a specified time gate, (3) input seismic data is zero offset and does not contain multiples, and (4) Earth consists of sparse spike reflectivity series. When applied in small time and space windows, the Gold deconvolution algorithm overcomes nonstationarity of the input wavelet. The algorithm uses several thousands of iterations, and generally a higher number of iterations produces better results. Since the wavelet is extracted from the seismogram itself for the Statistical Gold deconvolution case, the Gold deconvolution algorithm should be applied via constant-length windows both in time and space directions to overcome the nonstationarity of the wavelet in the input seismograms. The method can be extended into a two-dimensional case to obtain time-and-space dependent reflectivity, although I use one-dimensional Gold deconvolution in a trace-by-trace basis. The method is effective in areas where small-scale bright spots exist and it can also be used to locate thin reservoirs. Since the method produces better results for the Deterministic Gold deconvolution case, it can be used for the deterministic deconvolution of the data sets with known source waveforms such as land Vibroseis records and marine CHIRP systems. 相似文献
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对实际两层各向异性介质，在一层假设条件下利用Silver和Chan（1991）的等效单层各向异性测量方法，以及在两层假设条件下利用剥去法和反演法，计算模型的分裂参数.首先利用理论雷克子波得到经过两层各向异性的观测数据，然后加入噪声之前和之后，分别计算不同反方位角覆盖条件下数据的各向异性，并与理论模型的分裂参数进行比较.结果发现在上层分裂特征已知的基础上，剥去法适用于任何模型，不管是否存在分裂，或者分裂特征在两层中如何分布；而反演法更适用于两层各向异性较强且不同的模型，其结果受噪声和方位角分布的影响.选取不同方位角分布的高信噪比数据，比较剥去法和反演法对下层分裂参数的计算结果，发现当入射方位角在两层快波方向之间时，反演结果比较可靠.最后利用这三种测量各向异性的方法，计算青藏高原东南缘CEArray台站观测到的SKS数据中记录的各向异性.除了云贵高原的台站YN.CUX表现出较明显的两层分裂特征，大部分台站下的岩石圈各向异性呈现一层或者较弱的各向异性.于是针对该台站，用反演法同时对这两层的分裂参数进行估计，上层的结果与接收函数计算的地壳分裂参数一致；下层的结果与剥去法计算的上地幔分裂参数一致，说明反演法同剥去法一样，都能有效的分析具有两层各向异性特征的介质. 相似文献
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地震全波形反演(FWI)从理论走向实际面临着诸多难题,其中之一就是需要一个较高精度的初始模型,另一个难题就是需要一个较为精确的震源子波,初始模型和震源子波的准确程度严重影响着全波形反演的最终结果.为此,本文提出了不依赖子波、基于包络的FWI初始模型建立的方法,建立了相应的目标函数,推导出了反演的梯度,给出了伴随震源的表达式,理论上分析了不依赖子波FWI的可行性.在数值试验中,讨论了参考道的选取方式,通过分析归一化目标函数收敛速率,认为近偏移距参考道优于远偏移距参考道,在地震数据含干扰噪音时,平均道作为参考道要优于最小偏移距参考道.通过包络、包络对数、包络平方三种目标函数反演结果的比较,发现包络对数目标函数对深层的反演效果最好.通过不同子波的试验进一步验证了本方法的正确性. 相似文献