地震资料处理复习总结(第1-6章)
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第一章抗震设计的基本知识和基本要求我国的地震活动地区:①台湾省及其附近海域;②西南地区,主要是西藏、四川西部和云南中西部;③西北地区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓;④华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾;⑤东南沿海的广东、福建等地。
我国目前处于地震活跃期, 地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。
地震是一种自然现象。
地球内部发生地震的地方叫震源;震源在地面上的投影点称为震中;震中及其附近的地方称为震中区,也称极震区;从震中到地面上任何上点的距离称为震中距按地震成因分类: (1)天然地震—天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震;(2)人工地震按震源深浅分类:浅源地震—震源深度小于60千米的称为浅源地震。
全世界85%以上的地震都是浅源地震;中源地震—震源深度在60至300千米的称为中源地震深源地震—震源深度在300千米以上的称为深源地震目前有记录的最深震源达720千米浅源地震波及范围小,但破坏力大,深源地震波及范围大,但破坏力小。
地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波; 面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。
建筑物破坏主要由面波造成烈度: 一次地震对某一地区的影响和破坏程度称为地震烈度,简称为烈度基本烈度: 一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。
设防烈度: 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度多遇烈度:建筑所在地区在设计基准期(50年)内出现的频度最高的烈度。
也称为常遇烈度、小震烈度。
其超越概率63.2%,重现期为50年罕遇烈度:建筑所在地区在设计基准期(50年)内具有超越概率2%-3%的地震烈度。
也称为大震烈度,重现期约为2000年设计地震分组分三组:对于Ⅱ类场地,第一、二、三组的设计特征周期分别为:0.35s、0.40s、0.45s地震地面运动的一般特征: 1.地面运动最大加速度2.地面运动的周期3.强震的持续时间抗震设防目标及方法: 1.总目标通过抗震设防,减轻建筑的破坏,避免人员死亡,减轻经济损失。
地震资料处理期末总结一、引言地震是地球表面上的一种自然现象,它是由于地球内部的板块运动引起的。
地震的发生不仅给人们的生产生活带来了极大的威胁,还对地质灾害预测、环境监测、土地规划等方面的工作提出了严峻的挑战。
因此,对地震资料的准确分析和处理显得尤为重要。
在本次地震资料处理的学习中,我深刻认识到了地震资料处理的重要性,并积累了一定的经验和知识。
现将本次地震资料处理的主要内容和结果进行总结如下。
二、资料获取本次地震资料处理的数据来源主要包括:观测站记录的地震波形资料、地震仪器记录的地震波形资料、仪器记录的参考波形资料、观测站记录的旁路波形资料以及其他补充资料。
我在课程学习期间,通过收集这些资料,对地震的发生和传播过程进行了深入的研究。
三、资料预处理在进行地震资料的分析之前,需要对收集到的地震数据进行预处理。
预处理的过程包括:数据录入、数据质量评估、数据清洗、数据修正和数据校准。
我在预处理过程中,首先进行了数据录入,将原始地震波形数据输入到计算机中,并对数据的质量进行评估,剔除掉质量较差的数据。
然后对数据进行清洗,去除杂乱的噪声信号。
接下来,对数据进行修正,对可能存在的异常值进行修正,并根据参考波形进行数据校准,使得地震波形数据具有更精确的信息。
四、资料分析在进行地震波形分析之前,我对地震资料进行了特征提取和数据预处理。
然后,我采用了谱分析、小波变换、模式识别和统计分析等方法,对地震波形数据进行详细的分析。
在谱分析中,我通过计算谱线的频率分布和能量密度,得到了地震波形的频谱特征,揭示了地震波形的频率成分。
在小波变换中,我采用小波分析方法对地震波形进行分解和重构,得到更加精细的时间-频率图像。
在模式识别中,我通过计算各种特征参数,对地震波形进行分类和识别,建立了地震波形的模式库。
在统计分析中,我通过统计不同地震波形的特征参数,得到了地震波形的统计特征,为地震资料的处理和预测提供了重要的依据。
五、资料处理结果通过对地震资料的准确分析和处理,我得到了丰富的处理结果。
《地震资料数字处理》复习地震资料数字处理围绕以下三方面工作:1、提高信噪比;2、提高分辨率;3、提高保真度。
一、提高信噪比的处理1、原理利用噪声和信号在时间、空间、频率和其他变换域中的分布差异,设计滤波因子,将噪声进行压制。
2、处理顺序提高信噪比包含消除噪声和增强信号两部分内容。
消除噪声一般在叠前的各种道集上进行,主要针对规则干扰如多次波和面波等,增强信号一般在叠后剖面上进行,主要针对随机噪声。
3、随机噪声是指没有固定的频率、时间、方向的振幅扰动和震动,其成因大致是来自环境因素、次生因素和仪器因素,其中次生干扰的强度与激发能量有关。
随机噪声在记录上表现为杂乱无章的波形或脉冲,在频率上分布宽而不定,在空间上没有确定的视速度。
随机噪声的随机性与道间距有关,如果道间距减小到一定程度,许多随机噪声表现出道间的相干性,当道距大于随机噪声的相干半径才表现出随机性。
4、一维滤波器(伪门、Gibbs现象)频率滤波器是根据信号和噪声在频率分布上的差异而设计时域或频域一维滤波算子。
它压制通放带以外的频率成分,保留通放带以内的频率成分。
Gibbs现象是由于频率域的不连续或截断误差引起的,通放带和压制带之间设置过渡带可克服此现象,设计滤波器就是控制过度带的形状和宽度。
5、二维滤波器二维滤波是根据有效信号和相干噪声在视速度分布上的差异,来压制噪声或增强信号。
通常用来压制低视速度相干噪声,在f-k平面上占据低频高波数区域。
二维滤波比较容易产生蚯蚓化现象,而且混波相现象明显,在空间采样条件不满足或陡倾角的情况下受到空间假频的影响,一般常用于压制一些规则干扰,如面波和多次波等。
6、频率-波数域二维滤波实现步骤:(1)把时间和空间窗口里的数据变换到f-k域;(2)在f-k域,通过外科切除,按径向扇形划分压制区C(乘振幅置零)、过渡区S(乘振幅置0至1变化)、通放区P (乘振幅置1) ;(3)从f-k域反变换到t-x域。
8、数字滤波有两个特殊性质:(1)数字滤波由于时域离散化会带来伪门现象,(2)由于频域截断会造成吉卜斯现象。
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地震知识总结篇1地震知识总结一、地震基础知识地震是地球内部能量释放的结果,引发了地壳运动,产生了地震波。
地震波包括P波(压缩波)和S波(剪切波),它们携带了大量关于地震的信息。
地震一般分为三种,即构造地震、火山地震和陷落地震。
二、地震预防和减轻1.地震预警:地震预警可以提前知道地震,并给人们提供几秒钟的时间来采取防护措施。
目前的地震预警技术主要基于地震波传播速度差异的原理,通过检测地震波的到达时间,计算出地震的位置和震级。
2.地震防灾应急预案:制定地震防灾应急预案,包括地震发生时的应急措施、人员撤离和安置等方面。
三、地震应急响应1.地震发生后,应立即启动地震应急预案,组织救援队伍,疏散人员和物资,并尽可能减少地震造成的损失。
2.地震救援和减灾工作应遵循“生命至上,安全第一”的原则,优先保障人民群众的生命安全。
四、地震科学研究地震科学研究是地震预防和减轻的基础,通过对地震活动规律、地震成因和地震预测等方面的研究,为地震预防和减轻提供科学依据。
五、总结地震知识总结是重要的,只有充分了解地震的特性,预防和减轻地震的方法,以及在地震发生后的应急响应和科学研究,才能更好地保护人民生命财产安全。
地震知识总结篇2地震知识总结:一、地震基础知识1.地震是地球内部能量释放的结果。
2.地震的主要原因是地下岩石破裂,使岩浆或岩层中的气体突然释放出来。
3.地震的震源深度一般为几千米,最浅的为几米,最深的为70千米左右。
4.地震的震中称为震源,震源的深度称为震源深度。
震源越浅,对地面影响越大。
二、地震的预测和防范1.地震的预测目前还很难。
目前只有少数地震可以预测,而且准确性很低。
2.强烈地震之前,往往有一些前兆现象,如地面的异动、地面的倾斜、地面的断裂等。
地震会考什么呢?不知道啊...那就打在下面的会考,没有看的不考吧!绪言:1.地震灾害具有频度高、强度大、分布广、震源浅、灾害重的特点。
2.地震学的应用:(1)地震观测是研究地球内部结构最基本的方法。
(2)利用地震波在不同岩层分界面上所产生的反射、折射或衍射来确定这些几何界面的几何关系,从而寻找地下的地质构造,特别是储油构造。
(3)地震波还可以用作传递信息的工具。
(4)科学家用地震波资料研究地球内部结构,用地震波探测地下矿产资源,并形成了一门应用科学——地震勘探。
(5)地震学者还在核爆监测及维护世界和平中做出了重要贡献。
【地震学,即对地震的科学研究,与化学、物理学或地质学相比较是一个年轻的学科;然而在仅仅100年里,它在解释地震成因、地震波的性质、地震强度的显著变化以及整个地球的地震活动明显的分区特征等方面取得了显著进步。
地震学是探测地球内部的嘴有效的深部探测器。
近年来,通过地震波可以探测出地球内部岩石密度和刚度小到10%的变化,这些新研究进展大多依靠层析成像方法。
】第一章。
地震队人类社会的重大影响1.华县地震——有历史记载伤亡之最※损失巨大的原因:(1)震中区位于河谷盆地和冲积平原,松散沉积物厚,地下水位高,地基失效,黄土窑洞极易倒塌;且地震发生在午夜时分,人们丝毫没有准备。
(2)地震前两年关中地区大旱,岁荒粮歉,地震后完全丧失了抗御灾害的能力,疾病等次生灾害严重。
(3)位于华县地震极震区东西两端的是渭南和潼关两个黄土塬,在地震的触发和强烈振动作用下,造成沿黄土塬边缘发生了巨大的构造滑坡。
(4)黄土崩塌了窑洞造成伤亡。
(5)震中区的地裂缝吞噬民众。
(6)地裂缝、砂土液化和地下水系的破坏,使灾情进一步扩大,水灾、火灾等次生灾害严重,加上社会治安混乱,谣言四起,灾民惶惶不可终日。
2.海城地震——世界上唯一成功准确预报的主震型地震。
3.减轻震害措施(1)减轻震灾的工程性措施:①加强工程结构抗震设防,提高现有工程结构的抗震能力。
第一章地震学的研究范围和历史1、地震学是一门应用物理学。
2、911房屋倒塌的主要原因:钢筋受热。
3、历强震而不倒的古建筑:山西洪洞县广胜寺飞虹塔、应县木塔、赵州桥、天津蓟县独乐寺观音阁等等;原因:卯、#,以柔克刚。
4、地震学发展简史:定量研究只有100年左右的时间。
5、中国国家地震局:1971年成立,1966年河北邢台地震。
第二章地震波1、泊松比U :一样品横截面线度变化率/横向线度变化率。
(0,0.5)金属:(0.25,0.33)地幔:0.25外核(液态):0.5其他:>杨氏模量E:线应变中,应力与应变>体变模量K:液体静压力,应力与应变>切变模量L* :刚性系数2、体波:可在地球内部向任意方向传播纵波P (Primary Wave):体变,介质膨胀、压缩形成,传播速度快;V P=4W P横波S (Second Wave):切变,剪切力,杀伤力大;SH波(平行与界面的分量),SV波;Vs=^~P主要差异:>P波速度快,V3倍(泊松介质)>P波和S波的质点振动方向相互垂直>一般情况,P波垂直分量较强,S波水平分量较强>S波低频成分丰富>天然地震震源破裂以剪切破裂和错动为主,故S波能量比P波强>根据质点有无转动和体积变化,P波:无旋波;s波:无散的等容波3、面波:沿地球表面传播,在与界面相垂直的方向上,波动的振幅急剧衰减>Rayleigh wave:质点运动轨迹为逆进的椭圆,地面振幅最大>Love wave:横波,介质至少2层,上层v s小>地震记录中,一般振幅比体波大>面波的能量被捕获在表面才能沿着或近地表传播,在伦敦的圣保罗大教堂“耳语长廊”或中国天坛回音壁的墙面上捕获的声波就是面波。
其他:/地球的自由振荡/ 脉动4、一般到序:P波、S波、勒夫面波、瑞利面波、地震尾波第三章地震波的传播理论1、震中距:1° = 110km2、地震波的吸收和衰减:传播时间t后,入=&°”,Y为衰减系数4 = 4 /四传播距离X后,0,a为吸收系数3、费马原理:震动由介质中的一点传播到另一点时,她所经过的途径会使其传播时间为一稳定值(最大、最小、拐点)地震学中的Fermat定理:地震波在介质中传播的路径为走时最小的路径。
地震勘探方法:重力勘探磁法勘探电法勘探地震勘探几何地震学几何地震学:研究地震波的波前的空间位置与其传播时间的关系。
引用波前、射线等几何图形来描述波的运动过程和规律.当炸药在岩层中爆炸后,应变形成三个区域(破坏圈,塑性带,弹性形变区。
地震波――地下岩层中传播的弹性波地震波的传播2.1.1 地震波的描述波前:某一时刻介质中各点刚好开始振动,这一曲面叫波前,也叫波阵面。
波后:某一时刻介质中各点的振动刚好停止,这一曲面叫波后,也叫波尾。
波面:把某一时刻介质中所有相同状态的点连成曲面,这个曲面就叫做这个时刻的波面,也叫等相面。
波线:在适当的时候,认为波及其能量沿着某一条路线传播,这条路线称为波线,或射线。
地震记录中常用的现实方式:波形显示变面积显变密度显示波形加变面积波形加变密3、描述波的几个基本特征:振幅:在振动图形上极值的大小称为振幅。
视周期:在振动图形上相邻极大值间的间隔称为视周期。
视频率:视周期的倒数叫视频率。
视波长:在波剖面上相邻波峰或波谷之间的距离称为视波长。
视波数:视波长的倒数叫视波数。
视速度:沿着观测方向测得波的速度值称为视速度,与真速度值有差别。
地震子波:振动图的形状逐渐稳定,成为一个具有2~3个相位(极值),延续60~100ms的地震波,称为地震子波。
波沿射线传播的时间是最小的路径――费马(时间最小)原理。
按质点的震动方向分:纵波:质点的振动方向与波的传播方向一致;横波:质点的振动方向与波的传播方向垂直。
波所传播的空间范围又将波分为:体波是指在介质的内部传播的波,而面波是指在自由表面(岩石和空气接触面)或岩层分界面附近观测到的波。
3、地震波的衰减(1)波前扩散(2)吸收衰减4.水平界面的共炮点反射波时距曲线:双曲线(共炮点接收)极小点在炮点正上方,最小时间t=t0:(自激自收时间);双曲线以t=X/V为渐近线,直达波是反射波的渐近线,(直达波总是先到达接收点);时距曲线对应地下一段反射界面。
《地震勘探原理》各章节的复习要点第一章绪论(不作为考试内容)第二章地震波运动学理论§2.1 几何地震学基本概念1、基本概念,如地震子波、波面、射线、振动图、波剖面、视速度、视波长、全反射、雷克子波。
2、基本原理,如反射定律、透射定律、Snell定律、惠更斯原理、费马原理等。
3、地震波的分类§2.2 常速单界面的反射波特征及数学表达式1、基本概念:时距曲线、时距曲面、时间场、自激自收、共激发点、炮检距、初至时间、纵测线、同相轴、正常时差、倾角时差、动校正等。
2、基本原理:虚震源原理、讨论时距曲线的实际意义、直达波时距曲线及方程、反射波时距曲线及方程、反射波时距曲线的主要特点。
§2.3 变速多界面的反射波特征及数学表达式1、基本概念:均匀介质、层状介质、连续介质、参数方程、平均速度、射线方程、等时线方程、回折波、最大穿透深度等。
2、基本原理:水平层状介质和连续介质情况下讨论反射波时距曲线的基本思路;水平层状介质和连续介质情况下反射波时距曲线的主要特点。
§2.4 地震折射波运动学1、基本概念:折射波盲区、初至波、续至波、交叉时、信噪比等。
2、基本原理:产生折射波的条件;利用折射波法研究地下地层起伏的基本依据;折射波与反射波的主要差异。
3、分析理解:单界面(水平和倾斜)直达波、反射波与折射波时距曲线之间的关系;三层介质情况下折射波的时距曲线及其特点;折射波法在地震勘探中的应用。
§2.5 透射波和反射波的垂直时距曲线1、基本概念:上行波、下行波、垂直时距曲线等。
2、基本原理:透射波、下行波和上行波垂直时距曲线;垂直时距曲线的主要特点。
第三章地震资料采集方法与技术§3.1 野外工作概述1、基本概念:低降速带、群速度、相速度、多次波、虚反射、鸣震、交混回响。
2、基本内容:试验工作内容、生产工作过程、激发条件、接收条件、调查干扰波的方法、干扰波的类型、各种干扰波的主要特点、面波特点、压制面波的方法、海上地震勘探的特点与特殊性、海上特殊干扰波、海上震源等。
《地震勘探资料处理》第一章~第六章复习要点总结第一章 地震数据处理基础一维谱分析数字地震记录中,每个地震道是一个按一定时间采样间隔排列的时间序列,每一个地震道都可以用一系列具有不同频率、不同振幅、相位的简谐曲线叠加而成。
应用一维傅里叶变换可以得到地震道的各个简谐成分;应用一维傅里叶反变换可以将各个简谐成分合并为原来的地震道序列。
连续函数正反变换公式:dt et x X t i ωω-∞∞-⎰=)()(~ 正变换 ωωπωd e X t x t i ⎰∞∞-=)(~21)( 反变换 通常由傅里叶变换得到的频谱为一个复函数,称为复数谱。
它可以写成指数形式 )()()(|)(~|)(~ωφωφωωωi i e A e X X ==式中)(ωA 为复数的模,称为振幅谱;)(ωϕ为复数的幅角,称为相位谱。
)()()(22ωωωi r X X A +=,)()(tan )(1ωωωφr i X X -=(弧度也可换算为角度)离散情况下和这个差不多(看PPT 和书P2-3)一维傅里叶变换频谱特征:1、一维傅里叶变换的几个基本性质(推导)线性 翻转 共轭 时移 褶积 相关(功率谱),P3-72、Z 变换(推导)3、采样定理 假频 尼奎斯特频率,tf N ∆=21二维谱分析二维傅里叶变换),(k X ω称为二维函数),(t x X 的频——波谱。
其模量|),(|k X ω称为函数),(t x X 的振幅谱。
由),(k X ω这些频率f 与波数k 的简谐成分叠加即可恢复原来的波场函数),(t x X (二维傅里叶反变换)。
如果有效波和干扰波的在f-k 平面上有差异,就可以利用二维频率一波数域滤波将它们分开,达到压制干扰波,提高性噪比的目的。
二维频谱产生空间假频的原因数字滤波在地震勘探中,用数字仪器记录地震波时,为了保持更多的波的特征,通常利用宽频带进行记录,因此在宽频带范围内记录了各种反射波的同时,也记录了各种干扰波。
第一章概述1.地震勘探三个基本阶段及目的采集,处理,解释;采集是利用野外地震采集系统采集地震处理所需要的反射波数据,处理是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比,分辨率和保真度以便于解释,解释分为构造解释和言行解释,确定地震数据的地质特征和意义2.地震处理三个技术及目的反褶积,叠加,偏移成像;反褶积是压缩子波提高实践分辨率;叠加是压制随机噪声提高信噪比;偏移成像分射线偏移和波动方程偏移,实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数,提高空间分辨率和保真度。
3.地震处理的三个基本阶段及目的预处理,常规处理,特殊处理;预处理是将采集的数据转换成计算能处理的数据类型,并做初步的编辑和校正;常规处理是对数据做基本处理运算;特殊处理是针对不同目标采取不同手段,如叠前深度偏移,子波处理,属性分析和反演等4,三高:高分辨率,高保真度,高信噪比第二章数字滤波1.滤波器:任何一种对输入信号的改造作用都可以看成滤波,实现这种滤波的系统成为滤波器2.模拟滤波器:通过不同结构的电网络实现滤波3.数字滤波器:用数学运算通过数字计算机技术实现滤波4.抽样定理:频率域时间域5.电滤波与模拟滤波器的区别(1)电滤波是对连续信号进行滤波,输出的是连续信号,输入和输出信号都可以用一连续的图形表示出来,而数字滤波器是对离散化之后的信号进行滤波,输入和输出都是离散数据;(2)电滤波是用不同的点网络实现滤波的,数字滤波是用数学运算的方式通过数字计算机技术实现滤波的6.滤波器的物理性质(1)滤波器是实参数的,(2)滤波器是物理可是实现,充要条件h(n)=0,n<0,(3)稳定性,充要条件(4)能量是有限输出的,若,则滤波器能量是有限输出的(%)最小相位性质,最小相位信号对相同振幅的物理可实现信号,分辨率是最高的。
7.最小相位信号:具有相同振幅的物理可实现信号中最小的信号、8.最小相位滤波器:具有相同振幅相应的一切可能的滤波器中能量延迟最小的滤波器9.纯振幅滤波器:也成为零相位滤波器,信号通过这个滤波器之后,只有振幅的变化,没有相位的变化,又称为理想滤波器10.理想滤波器:分为低通理想滤波器(去除高频),带通理想滤波器(把想对于地震有效波太低和太高的频率成分滤去),带陷理想滤波器(去除某些特殊干扰,如工区高压线),高通理想滤波器(去除低频)11.频率域滤波的实现步骤:首先对地震记录x(t)作傅里叶变换,得到其频谱X(ω),进行频谱分析。
《地震勘探资料处理》第一章~第六章复习要点总结第一章 地震数据处理基础一维谱分析数字地震记录中,每个地震道是一个按一定时间采样间隔排列的时间序列,每一个地震道都可以用一系列具有不同频率、不同振幅、相位的简谐曲线叠加而成。
应用一维傅里叶变换可以得到地震道的各个简谐成分;应用一维傅里叶反变换可以将各个简谐成分合并为原来的地震道序列。
连续函数正反变换公式:dt et x X t i ωω-∞∞-⎰=)()(~ 正变换 ωωπωd e X t x t i ⎰∞∞-=)(~21)( 反变换 通常由傅里叶变换得到的频谱为一个复函数,称为复数谱。
它可以写成指数形式 )()()(|)(~|)(~ωφωφωωωi i e A e X X ==式中)(ωA 为复数的模,称为振幅谱;)(ωϕ为复数的幅角,称为相位谱。
)()()(22ωωωi r X X A +=,)()(tan )(1ωωωφr i X X -=(弧度也可换算为角度)离散情况下和这个差不多(看PPT 和书P2-3)一维傅里叶变换频谱特征:1、一维傅里叶变换的几个基本性质(推导)线性 翻转 共轭 时移 褶积 相关(功率谱),P3-72、Z 变换(推导)3、采样定理 假频 尼奎斯特频率,tf N ∆=21二维谱分析二维傅里叶变换),(k X ω称为二维函数),(t x X 的频——波谱。
其模量|),(|k X ω称为函数),(t x X 的振幅谱。
由),(k X ω这些频率f 与波数k 的简谐成分叠加即可恢复原来的波场函数),(t x X (二维傅里叶反变换)。
如果有效波和干扰波的在f-k 平面上有差异,就可以利用二维频率一波数域滤波将它们分开,达到压制干扰波,提高性噪比的目的。
二维频谱产生空间假频的原因数字滤波在地震勘探中,用数字仪器记录地震波时,为了保持更多的波的特征,通常利用宽频带进行记录,因此在宽频带范围内记录了各种反射波的同时,也记录了各种干扰波。
有效波和干扰波的差异表现在多个方面(频谱、传播方向、能量……)。
利用频谱特征的不同来压制干扰波,以突出有效波的方法就是数字滤波。
滤波器的频率特性:滤波器时间函数或滤波因子)(t h 的频谱)(~ωH 称为滤波器的频率特性。
滤波器的时间特性(单位脉冲响应):在时间域的表示方法中,令一个单位脉冲通过一个滤波器,然后观察滤波器的输出,这个滤波器输出的自然过程曲线称为滤波器的时间特性,也称滤波器的单位脉冲响应。
一维频率域滤波机理:)(~)(~)(ˆωωωX H X =(对输出进行傅里叶反变换)输出信号的振幅谱等于输入信号的振幅谱与滤波器的振幅频率特性的乘积,输出信号的相位谱等于输入信号的相位谱与滤波器的相位谱之和。
|)(~||)(~||)(ˆ|ωωωX H X ⋅=,)()()(ˆωφωφωφH x x +=对)(~ωH 的要求(看PPT 和书P13)一维频率域滤波的实现步骤(1)对已知地震记录道进行频谱分析,确定有效波和干扰波频带范围。
(2)设计合适的滤波器,要能压制干扰波,突出有效波。
(3)进行频率域滤波运算,)(~)(~)(ˆωωωX H X=,计算输出信号的频谱)(ˆωX 。
(4)对输出信号的频谱)(ˆωX进行傅里叶反变换,求滤波后的地震记录)(ˆt x 。
最小相位、最大相位、混合相位离散傅里叶变换(DFT )滤波的特殊问题:周期性、对称性。
由连续傅里叶变换过渡到离散傅里叶变换利用:Nf t 1=∆∆一维时间域滤波机理:时间域滤波就是褶积滤波。
)()()(ˆt h t x t x*= 褶积滤波的物理意义:它相当于把地震信息)(t x 分解为起始时间、极性、幅度各不相同的脉冲序列,令这些脉冲序列按时间顺序依次通过滤波器,这样在滤波器的输出端就得到对输入脉冲序列的脉冲响应,这些脉冲响应有不同的起始时间,不同的极性和不同的幅度(这个幅度是与引起它的输入脉冲幅度成正比的),将它们叠加起来就得到滤波后的输出)(ˆt x。
对)(t h 的要求(看PPT 和书P22)一维时间域滤波(褶积滤波)的实现步骤(1)对地震记录进行频谱分析,确定通频带中心频率0f 和带宽f ∆2。
(2)确定滤波因子长度N ,N 通常为101。
(3)通过傅里叶反变换求滤波因子)(t n h ∆。
(4)通过时间域褶积计算:)()()(ˆt h t x t x*=,在计算机上实现时要将其离散化。
数字滤波的两个特殊性:1、数字滤波的离散性造成伪门现象;2、数字滤波的有限性造成吉卜斯现象。
伪门产生的过程和克服方法:对连续的滤波因子)(t h 用时间采样间隔t ∆离散采样后,得到)(t n h ∆。
如果,再按)(t n h ∆计算出与它相应的滤波器的频率特性,这时在频率特性的图形上,除了有同原来的)(~ωH 对应的“门”外,还会周期性地重复出现很多个“门”,这些门称为“伪门”。
为了避免干扰波通过“伪门”而对有效波造成影响,可以适当地选取采样间隔t ∆,使第一个“伪门”出现在干扰波的频谱范围之外。
吉卜斯现象产生的过程和克服方法有限长度的)(t h 对应的)('~f H 不再是一个门式滤波,而是有波动的曲线(图1-31),曲线由间断点向远处波动衰减,在间断点波动最大,这种现象叫作非连续函数频率响应的吉卜斯现象。
为了避免吉卜斯现象对有效波造成畸变的影响,可以采用镶边法,即在频率特性曲线的不连续点附近,镶上一条连续的边,这种做法克服了频率特性曲线的波动问题(吉卜斯现象)。
滤波器类型:低通、高通、带通(时域和频域)低通:⎩⎨⎧∆>∆≤=ωωωωω||,0||,1)(~H 高通:⎩⎨⎧∆<∆≥=ωωωωω||,0||,1)(~H带通:低通和高通中间。
第二章 预处理及真振幅恢复时序记录:按照采样时间顺序排列的多路传输地震记录,称为时序记录。
道序记录:以地震道为顺序排列的记录,称为道序记录。
数据解编目的:通过数据解编将地震数据的记录顺序由时序转化为道序,它相当于对地震数据进行矩阵转置。
真振幅恢复的目的和主要内容:其目的是尽量对地震波能量的衰减和畸变进行补偿和校正,主要处理内容包括波前扩散能量补偿、地层吸收能量补偿和地表一致性能量调整。
波前扩散因子:t v v D d 2=(均匀介质),t v v D rms d 21=(层状介质) 品质因子:实际地震资料处理中常用品质因子Q 来描述地震波的衰减,其意义是地震波在传播一个波长λ距离后,原来储存的能量E 与所消耗能量E ∆之比,即αλλπππ22202011222--=-=∆=e A A A E E Q 品质因子近似表达式为:v f Q απαλπ==吸收衰减因子:t Q fr r e e eD πβαα---=== 可见在非完全弹性介质中,地震波的高频成分比低频成分衰减得要快。
地层吸收和波前扩散对地震波振幅影响的区别:(为什么说大地是一个低通滤波器,地层吸收具有低通滤波作用)地震波振幅的衰减与频率有关,频率越高,振幅衰减越严重。
地层吸收不仅造成地震波振幅的衰减,而且对地震波产生低通滤波作用。
第三章 反褶积1、什么是反褶积,其主要作用是什么?反褶积定义:反褶积处理是褶积处理的反过程,因而称为反褶积。
具体说来如果我们设计一个滤波器,其滤波因子)('t w 具有与滤波器)(t w 有恰好相反的性质,即当输入为地震道记录)(t x 时,其输出为地层脉冲响应)(t e ,称这个反过程为反滤波或反褶积。
反褶积的作用:其主要作用是压缩地震记录中的地震子波,提高地震的垂直分辨率;同时,可以压制海上鸣震和多次波,提高地震资料信噪比(利用预测反滤波)。
2、求取地震子波的方法主要有哪些,其优缺点及适用条件是什么?P62-69地震子波:由震源发出的尖脉冲经过大地滤波器的滤波作用后,变成一个具有一定时间延续度的波形)(t w ,该波形通常叫作地震子波(1)直接观测法这种方法是用专门布置在震源附近的检波器直接记录地震子波)(t w ,此方法只适用于海上地震勘探(海水含盐量不同,具有明显的分层性)。
(2)自相关法掌握:如果地震子波)(t w 是零相位的,且反射系数)(t r 为白噪声,则(3)利用测井资料求子波的方法这种方法要求有良好的声波测井和密度测井资料,并且在井旁有质量较高的地震记录,但该方法不必预先知道地震子波的相位特性,也不必假设反射系数是白噪声。
(4)对数分解法这种方法也不需要假设地震子波是最小相位和反射系数是白噪声,但对地震记录质量要求较高,用对数谱序列平均法求取地震子波效果较好。
实际地震记录模型:除了一系列反射波)()()(t r t w t S *=而外,还存在着干扰波)(t n ,因此,地震记录)(t x 的一般模型可以写为:)()()()()()()()()(0t n t r w t n t r t w t n t S t x +-=+*=+=∑∞=τττ3、试推导求最小平方滤波因子或反滤波因子的最小平方滤波方程?P70-75或试推导求最小平方反滤波因子的最小平方反滤波方程?最小平方滤波概念:它是在滤波器实际输出与期望输出的误差平方和为最小的情况下,确定滤波器的滤波因子的,因而称为最小平方滤波。
ωωπωωπωππωππd e X d e W t w t i t i |)(~|21)(~21)(⎰⎰--==最小平方滤波两个假设条件:(1)反射系数序列)(t r 为随机白噪序列。
(2)随机噪声干扰)(t n 为白噪声。
托布里兹(Toeplitz) 矩阵:它不但以主对角线为对称,也以次对角线为对称,而且主对角线及与主对角线平行的直线上的元素均相同最小平方滤波方程:最小平方反滤波方程(不考虑噪声时):4、简述预测反滤波的基本原理:预测滤波就是要设计一个预测因子)(t c ,对输入)(t x 已知的过去值)1(),2(,),1(),(--+--t x t x m t x m t x 和现在值)(t x 进行滤波处理,获得未来某个时刻α+t 时的预测值(海上鸣震和多次波干扰)0ˆ()()()()()m xt a c t x t c x t τττ=+=*=-∑通过这种预测的方法,根据地震记录一次反射波和干扰波的信息预测出纯干扰波部分,再从包括一次波和干扰波的地震记录)(α+t x 中减去纯干扰波部分)(ˆα+t x ,就得到消除干扰后的一次反射波信号)(α+t S ,以消除一次反射波后面的海上鸣震和多次波干扰。
)(ˆ)()(ααα+-+=+t xt x t S预测反滤波参数选取方法及其对预测反滤波结果的影响(P88-90)(1)预测步长α(2)预测因子长度m(3)预白化量ε⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--)()1()0()()1()0()0()1()()1()0()1()()1()0(m r r r m a a a r m r m r m r r r m r r r db db db bb bb bb bb bb bb bb bb bb ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--)()1()0()()1()0()0()1()()1()0()1()()1()0(m r r r m a a a r m r m r m r r r m r r r dw dw dw ww ww ww ww ww ww ww ww ww第四章 动校正和叠加1、有关定义动校正定义: 将不同炮检距的反射时间校正到零炮检距反射时间的过程称为动校正。