地震面波资料处理的基本方法
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《地震资料采集与处理》课程总结(仅供参考)郑重申明:采集与处理难度较大,老师上面提及‘仅供参考’四字,可能出的题目会有较大偏差,被坑了不关我事。
这总结内容有点多,包含了一些相关内容,答案还要从中自己总结,前面是老师总结的内容,后面是附加重点,内容有点混乱,因为自己都不懂的情况下总结的,仅供本人使用。
提高地震资料信噪比:1、组合法压制干扰波(面波和随机干扰波)的基本原理及其优缺点。
组合法的原理:它是利用有效波(反射波)与低速规则干扰波(面波)的传播方向或视速度的差异,根据地震信号的叠加原理和组合统计效应,来压制低速规则干扰面波和无规则的随机干扰波,以增强反射波提高地震资料信噪比(Ratio Signal to Noise)。
➢优点:(1)利用组合的方向特性,可以压制低速规则干扰面波。
(2)利用组合的统计效应,可以压制随机干扰波。
(3)组合表层的平均效应,有利于波形对比和追踪。
➢缺点:(1)组合具有低频滤波作用,可能会使波形发生畸变。
(2)组合深层的平均效应,模糊了深层反射界面构造细节,降低了地震资料的横向分辨率,易漏掉小断层、小构造。
(3)不能压制高速规则干扰波(多次反射波)。
2、多次覆盖技术(共反射点多次叠加法)压制干扰波(多次波和随机干扰波)的基本原理及其与组合法的异同点。
基本原理:它是利用有效波(一次反射波)和规则干扰波(如多次反射波) 经正常时差校正(Normal MoveOut Correction)后,存在着剩余时差的差异,来突出有效波(一次反射波),压制干扰波(如多次波),提高资料信噪比(S/N)的。
➢相同点:● 1.共反射点多次叠加法(多次覆盖法)与组合检波方法都是进行多个地震道叠加。
● 2.当界面倾斜时,多次覆盖法和组合法都存在平均效应。
● 3.多次覆盖法和组合法利用统计效应,均可压制随机干扰波。
● 4.当有剩余时差时,多次覆盖法对地震波有低通滤波作用,组合法也有低通滤波作用。
➢相同点:● 1.共反射点多次叠加法(多次覆盖法)与组合检波方法都是进行多个地震道叠加。
《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。
面波处理的方法面波,作为地震勘探中的一种常见干扰波,常常会对有效信号的识别与处理带来不小的困扰。
因此,针对面波的特性,发展出了一系列的处理方法,旨在提高地震资料的信噪比和分辨率。
本文将详细介绍面波处理的各种方法,并分析它们的优缺点。
一、面波的基本特性在深入探讨面波处理方法之前,我们首先需要了解面波的基本特性。
面波主要在地表附近传播,其能量随着深度的增加而迅速衰减。
面波具有低速、低频、高振幅的特点,且其传播速度与介质的密度有关。
在地震记录上,面波通常表现为一种连续、规则的波动,与有效反射波在时频域上有所重叠,从而给地震资料的解释带来困难。
二、面波处理的方法1. 滤波处理滤波处理是面波处理中最常用的一种方法。
根据面波与有效波在频率上的差异,可以通过设计合适的滤波器来压制面波。
常见的滤波器包括带通滤波器、陷波滤波器等。
滤波处理的关键在于选择合适的滤波参数,以最大程度地保留有效信号,同时压制面波。
2. F-K域滤波F-K域滤波是一种在频率-波数域内对面波进行处理的方法。
通过将地震数据从时间-空间域转换到频率-波数域,可以利用面波与有效波在波数上的差异进行滤波处理。
F-K域滤波可以有效地压制面波,但同时也会对有效信号造成一定的损失。
3. τ-p变换τ-p变换是一种将地震数据从时间-空间域转换到截距-斜率域的方法。
在τ-p域中,面波通常表现为高斜率的直线,而有效信号则表现为低斜率的直线或曲线。
因此,可以通过在τ-p域中设计合适的滤波器来压制面波。
τ-p变换对面波的处理效果较好,但计算量较大。
4. 小波变换小波变换是一种在时频域内对面波进行处理的方法。
小波变换具有多分辨率分析的特点,可以有效地分离面波与有效信号。
通过选择合适的小波基和分解层数,可以在压制面波的同时保留有效信号。
小波变换在面波处理中具有较大的潜力,但目前在实际应用中还存在一定的局限性。
5. 基于机器学习的面波压制方法近年来,随着机器学习技术的快速发展,基于机器学习的面波压制方法也逐渐成为研究热点。
45 1.1 (5)1.2 (6)1.3 (6) (6)1.41.5 (7)1.6 (7)8 2.1 (8)2.2 (8)2.3 (8) (9)2.42.5 (10)11 3.1 (11)3.2 F-K (12)3.3 (13)3.4 (14)15 4.1 (15)4.2 (16)4.3 (17)4.4 (18)4.5 (19)4.6 (19)20 (20)5.1 Surfer21 6.1 (21)6.2 (21)6.3 (21)22 7.1 (22) (22)7.27.3 (22)4面波数据处理系统S U R W A V E是浅层地震面波勘探处理软件,软件采用F-K 频散曲线提取和遗传算法反演技术,拥有人机交互便捷,可视化效果良好等特点,包括功能:●浏览记录波形;●提取频散曲线;●频散曲线的遗传算法反演;●频散曲线剖面数据集成Surfer文件出成果图。
另外,面波数据处理系统S U R W A V E具有很强的人机交互功能,数据读入采用模块设计,可以根据需要添加包括SEG-2、S E G-Y等多种格式读入模块。
数据处理一般流程:在文件菜单项下,新建频散曲线、打开频散曲线和保存频散曲线文件,关闭当前文件及退出等,它包括[新建频散曲线]、[打开频散曲线]、[关闭当前文件]、[保存频散曲线文件]、[另存频散曲线文件为]和[退出]等命令。
1.1在这里输入原始地震数据,用于生成相应的面波频散曲线,数据格式包括SEG-2、S E G-Y等格式图1.1-1 创建频散曲线对话框点击[确定],则输入的地震数据显示在浏览数据窗口中,你可按以下章节介绍的步骤对数据进行操作。
打开文件后,波形即显示在如图所示浏览波形子窗口中。
图1.1-2 浏览波形子窗口1.2从原始面波地震数据到最终成果的输出往往不是一次完成的,将处理得到的频散曲线文件保存后,又可以在这里将其打开,以便进一步反演、绘图输出。
1.3清除当前窗口内所有频散数据或地震数据,释放系统资源。
一、实验目的1. 了解地震面波的产生原理和传播特点;2. 掌握地震面波勘探方法;3. 熟悉地震面波实验仪器和操作方法;4. 培养实际操作能力和分析数据的能力。
二、实验原理地震面波是地震波的一种,主要在地表传播。
当地震发生时,地下岩层断裂错位释放出巨大的能量,激发出一种向四周传播的弹性波,即地震波。
地震波主要分为体波和面波。
体波可以在三维空间中向任何方向传播,而面波则主要在地表传播。
地震面波的产生原理是:当体波到达岩层界面或地表时,会产生沿界面或地表传播的幅度很大的波,称为面波。
面波传播速度小于体波,因此往往最后被记录到。
地震面波分为瑞雷波(Rayleigh wave)和勒夫波(Love wave)两种。
三、实验仪器1. 地震勘探仪:用于采集地震波数据;2. 震源:产生地震波;3. 接收器:接收地震波信号;4. 数据采集系统:用于记录和存储地震波数据;5. 计算机软件:用于处理和分析地震波数据。
四、实验步骤1. 安装地震勘探仪:将地震勘探仪放置在实验场地,确保仪器稳定;2. 设置震源:在实验场地选择合适的位置设置震源;3. 设置接收器:将接收器放置在震源周围,确保接收器与震源之间的距离合适;4. 采集数据:启动地震勘探仪,记录地震波数据;5. 数据处理:使用计算机软件对采集到的地震波数据进行处理和分析;6. 结果分析:根据实验结果,分析地震面波的产生原理和传播特点。
五、实验结果与分析1. 地震面波的产生原理:实验结果表明,地震面波的产生与体波到达岩层界面或地表有关。
当体波到达界面或地表时,会产生沿界面或地表传播的面波;2. 地震面波的传播特点:实验结果表明,地震面波在传播过程中,其速度小于体波,且振幅较大。
在地震勘探中,面波可以作为重要的勘探手段;3. 地震面波勘探方法:实验结果表明,地震面波勘探方法在实际应用中具有较高的分辨率和准确性。
六、实验结论通过本次地震面波实验,我们了解了地震面波的产生原理和传播特点,掌握了地震面波勘探方法,熟悉了地震面波实验仪器和操作方法。
地震波选取处理教程地震波选取处理是地震学中非常重要的一项工作,它可以用来研究地球内部结构、地震活动以及地震预警等。
本文将从地震波的基本概念和选取原则、地震波的预处理、地震波的有效范围选择等几个方面进行详细讨论,以帮助读者更好地理解地震波的选取和处理过程。
首先,地震波是指在地震发生时由震源传播出来的能量在地球内部传播的波动。
地震波可以分为P波、S波和面波等几种类型,它们的传播速度、方向和振动方式各不相同。
地震波记录是通过地震仪器测量到的地震波的振幅和到时信息,地震波选取和处理是在大量地震波记录中进行挑选和优化,以提取出最具代表性的地震波数据。
其次,地震波的选取原则是根据研究目的和数据质量要求来选择合适的地震波。
一般来说,地震波应具备以下特征:1)符合所研究区域的地壳结构特征;2)震源距离适中,既不过近也不过远;3)信噪比高,即地震信号清晰可辨;4)到时信息准确可靠。
根据不同的研究目的和数据条件,可以灵活选择不同类型、距离和振动方向的地震波数据。
在地震波的预处理过程中,首先需要对原始地震数据进行滤波,消除高频噪声和低频干扰,保留地震信号。
常用的滤波方法有带通滤波、陷波滤波和小波变换滤波等。
其次,还需要对地震数据进行修正,包括仪器响应校正、地震波形叠加和剪切等。
仪器响应校正是指将地震记录中的仪器响应效应去除,以恢复地震波的真实幅度;地震波形叠加是将多个相似地震波记录叠加在一起,以增强地震信号的振幅;剪切是指截取地震记录的有效时间窗口,去除无效数据和干扰信号。
最后,在地震波的有效范围选择中,需要考虑地震波的距离和振幅衰减等因素。
地震波的传播距离越远,地震信号强度越弱,因此需要根据所研究问题的要求和数据质量的需求来选择合适的地震波距离范围。
另外,地震波的振幅衰减也是需要考虑的因素,一般来说,地震波的振幅随距离的增加而衰减,因此需要注意选择距离合适的地震波。
总之,地震波选取处理是地震学研究中至关重要的一环,它直接影响着地震研究的质量和成果。