基于频率衰减的面波压制方法

表面波抑制结构
表面波抑制结构主要用于控制或抑制表面波的传播。

在各种应用中，如雷达、通信和电子设备，表面波可能会引起干扰和能量损失，因此需要对其进行控制。

以下是几种常见的表面波抑制结构：
1、高阻抗表面：高阻抗表面是一种特殊的表面结构，其电阻率较高，可以抑制表面波的传播。

这种结构通常由金属化过孔或线条构成，形成高阻抗表面，从而抑制表面波的传播。

2、纹理表面：通过在表面上形成特定的纹理结构，可以散射和抑制表面波的传播。

这种纹理结构可以是凹槽、线条或其它形状，根据波长和频率等参数进行优化设计，以达到最佳的抑制效果。

3、介质覆盖层：在表面覆盖一层特殊的介质材料，可以改变表面波的传播特性，从而达到抑制传播的效果。

这种介质材料可以是硅胶、聚合物或其它材料，其折射率、厚度和涂层方式等参数需要根据具体应用进行调整。

4、相位调整表面：通过在表面上形成特定相位分布的表面结构，可以改变表面波的相位，使其相互抵消或减弱，从而达到抑制传播的效果。

这种相位调整表面可以是电子束光刻、纳米压印等高精度制造技术实现。

总之，表面波抑制结构是一种有效的控制表面波传播的方法，对于提高设备性能、降低干扰和能量损失具有重要的意义。

随着科技的发展，不断有新的表面波抑制结构和技术涌现，为解决实际应用问题提供了更多选择。

OBC资料面波衰减方法研究摘要：OBC数据采集是一种满足规则十字排列的正交观测系统采集。

面波在地震记录上具有低频、强振幅、低速线性干扰特征，在远排列记录上呈现双曲特征。

与传统压制面波方法相比较，三维锥形滤波技术能够较好的压制远排列面波，避免对资料低频的伤害，从而保护足够的低频成分。

这对于后期开展地质反演和油气预测具有重要意义。

关键词：面波三维锥形滤波低频新老方法对比一、引言OBC资料是利用滚动Patch的方式进行采集，从每个patch的采集资料上，可以发现面波干扰是最主要的噪音，尤其是近偏移距炮集。

面波能量很强，影响资料的品质，对面波的压制也显了尤为重要。

二、压制面波方法的对比1.传统方法压制面波的传统方法主要有两个思路：1、利用面波低频，强振幅特征，在面波所处的频率范围内压制振幅从而压制面波能量，常采用这一思路的有时变分频去噪法；2、利用面波低速线性相干的特征[2]，用速度来区分面波和有效信号，通过测量计算统计面波的速度，来估量面波的速度范围，利用速度建立识别面波的模型，从而对面波进行压制。

为了对比新老方法的压制面波效果，本文选取压制面波的传统方法时变分频去噪、fk域去线性。

a、时变分频去噪：它是在选定的在选定频带范围内，通过分时分频和设定不同门槛值，对高振幅的噪音进行衰减。

b、fk域去线性：将地震数据转换到fk域，然后利用速度建立线性模型，用线性模型来估量线性噪音，然后从输入数据中减去估量的线性噪音。

2.新方法—三维锥形滤波OBC是三维采集，面波在单炮记录上不会表现为规则的线性，特别在远偏移距处，它呈现出一定的双曲特性，所以使用传统的去线性的方法对其衰减效果并不理。

另外，考虑到OBC资料采集的特点，是一种满足规则十字排列的正交观测系统采集。

在十字排列中，具有相同绝对炮检距地地震道德中心点均在一个圆上，因此一个常速的同相轴在横向切十字排列数据的每个时间切片上都位于一个圆上，该同相轴的三维形状是一个圆锥，此时观察面波在十字排列中，呈现出一组圆锥[3]，由于速度比较低，这组圆锥处于靠近十字排列中心的位置（图1）。

基于S—变换的面波去除方法面波在地震资料的采集中是无法避免的一种地震波，如何有效准确的去除面波，对后期的地震资料处理成果影响较大，基于S变换的时频分析是介于STFT 和CWT之间的一种时频分析方法，是两者的桥梁和纽带，它吸取了两者的优点，又弥补了各自的不足，又是无能量损失的可逆循环。

针对地震资料面波的低频特点，可以有效利用S变换时频分析对其进行压制与消除。

标签：S变换；时频分析；面波1 S-变换时频分析方法原理S-变换是地球物理学家Stockwell在1996年提出的一种变换。

是介于STFT 和CWT之间的一种时频分析方法，是两者的桥梁和纽带，它吸取了两者的优点，又弥补了各自的不足，又是无能量损失的可逆循环。

由式可知，S-换是时间和频率的二维联合表示。

整个运算没有能量损失的，过程是完全可逆的，具体是先把时间域的地震信号变换到频率域，在频率域中加上一个高斯函数，再反变换回来，即可实现S变换。

由于高斯函数的控制，反变换时带有一定的频率带通作用，反变换回来的地震资料具有了时间频率域的二维分布，如图1所示，一道地震记录经过处理后，变成了一个时间频率域的二维分布，从而能更直观的查看面波的频带分布范围，针对面波的分布特点，有效的对其进行压制。

S变换由时间域变换到时频域，然后由时频域回到时间域，这个过程没有任何信息损失，因此能很好的压制面波。

2 基于S-变换时频分析方法去除面波流程前面讲述了S-变换基本原理，下面针对如何去除面波做一下具體操作：①首先在地震记录上确定要去除的面波区域，从而以确定单道上面波在时频二维图上的确切时间范围；②有针对性的对面波区域做频谱分析，来确定面波的频率分布范围；③通过上述步骤可以得到地震记录上面波在时频分析二维图上的大致分布区域（图1），即可得到确切的掩模函数M（n，k）；④对该单道记录进行S-变换.以得到联合二维时频表示，根据掩模函数，用M（n，k）进行时频滤波；⑤对去除面波后的结果进行反S-变换，即可得到该地震道去除面波后的结果；⑥对重复上述步骤，对地震记录的每一道进行操作，即可得到整个地震记录去除面波后的结果。

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。

地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法论文提要在地震勘探中激发地震波时，由于激发、接收条件，自然环境和地表条件的影响，我们所采集到的地震数据中，既有有效波也有干扰波。

根据干扰波的物理特征、形成机理和形态，常把地震数据上的噪声分为规则噪声和随机噪声两大类。

规则噪声具有明显的运动学特征 ,如：面波、线性干扰、平行折射、声波、多次波干扰等，可以根据其运动学特征选择针对性的衰减方法；随机噪声是一种无规律的噪音，如：自然界风吹草动所产生的猝发脉冲、野值等。

为了提高地震勘探的精度，完成在各种复杂地区的勘探任务，使地震资料能更真实地反映地下的地质情况，如何突出有效波，压制干扰波就成为一个极其重要的问题。

通过暑假的实践，本论文中针对地震勘探中的常见地震干扰波进行总结、分类、衰减，并在国产软件GRISYS平台上，针对不同的干扰波进行分析，总结针对不同噪音的衰减方法。

正文一、规则干扰波规则干扰波是指有一定的主频和一定视速度的干扰波。

例如面波、声波、线性干扰波、多次波等。

下面就规则干扰波中的面波、声波、多次波和50Hz交流电干扰进行介绍。

（一）面波图1 面波的形成机理及实际地震记录上的面波从震源发出的波动分为两种: 一种是质点振动方向与传播方向一致的波，称为纵波。

另一种是质点振动方向与传播方向垂直的波，称为横波。

纵波的传播速度较快，在远离震源的地方这两种波动就分开，纵波先到，横波次之。

因此纵波又称P波，横波又称S波。

在没有边界的均匀无限介质中，只能有P波和S波存在，它们可以在三维空间中向任何方向传播，所以叫做体波。

但地球是有限的，有边界的，在界面附近，体波衍生出另一种形式的波，它们只能沿着界面传播，只要离开界面即很快衰减，这种波称为面波。

面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波, 面波是一种很强并广泛存在的规则干扰波 ,在炮集上呈线性分布 ,其特征为低频、低速且振动延续时间长 ,严重影响中深层有效反射 ,大大降低地震资料的信噪比，如图1所示。

36近年来油气勘探难度的增大，勘探目标愈发复杂，国内许多老的油气田已经到了复杂隐秘油气藏勘探阶段[1]，勘探对象表现为埋藏更深、展布更小、区域更薄等特点，利用传统勘探技术采集的数据已经很难单纯依靠室内处理解决这些复杂问题从而完成除杂油气藏的识别。

为了改善这种状况王延光[2]等提出单点高密度地震技术，并在多个东部老区的复杂油气藏区块进行探索，提出了“单点激发、单点接收，具有小面元、宽频带、宽方位、高炮道密度特征”的新一代高密度地震技术。

单点高密度采集资料在具有以上优势的同时也完全保留了接收器单点的噪音特征，对于噪音压制的要求非常高[2]，因此主要基于实际单点高密度采集的地震资料，对于资料中广泛发育的面波、线性干扰和异常干扰等进行保真保幅的组合去噪方法研究。

单点高密度资料多采用可控震源采集、单点节点仪接收，与常规采集有所不同的是，该资料面波表现为极度发育、能量非常强的状态，相对信噪比一般很低。

其他类型噪音相比较常规采集差异不大，所以在整体干扰波压制策略上首先对面波进行逐级有效的压制，因此，介绍一种基于时频域分离出面波之后再对其他干扰进行压制的方法，可以有效改善地震资料信噪比，得到比较好的最终成像效果。

面波在可控震源-节点仪地震资料上表现的形态为从前到深的几何衰减态势，地球物理勘探上一般称为“扫帚状”[3]，其频率一般在10~15Hz以下，在常规地震资料中可以利用其低频的特点进行面波分离和衰减[3]，但是可控震源-节点仪地震资料的一个显著特点是对地震资料的频谱保留较宽，所以在低频区域仍然存在相当一部分有效信号，因此在利用频谱衰减过程中需要注重保护有效信号。

面波另一个重要特点是视速度较低，一般不会高于1000m/s，因此也可以利用该特点进行噪音压制[5]。

1 方法原理在实际的资料处理过程中坚持的的总体思路是：根据研究区地质需求，结合前期资料特征，做好保幅保真处理，在保证信噪比基础上，逐级提高目的层的分辨率，保护目的层的波组特征[6]。

压制面波的波场分离法引言：面波是地震勘探中常见的一种波形，它具有能量强、传播距离远等特点，但同时也会对地震勘探的精度造成一定的影响。

因此，如何有效地压制面波成为了地震勘探中的一个重要问题。

本文将介绍一种常用的压制面波的方法——波场分离法。

一、波场分离法的原理波场分离法是一种基于波动方程的数学方法，它的基本思想是将地震记录中的总波场分解为P波和S波两个部分，从而实现对面波的压制。

具体来说，波场分离法通过对地震记录进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，然后根据波动方程的解析式，将频域信号分解为P波和S波两个部分。

最后，通过对P波和S波进行滤波，实现对面波的压制。

二、波场分离法的优点波场分离法具有以下几个优点：1. 压制效果好：波场分离法能够有效地将面波压制到较低的水平，从而提高地震勘探的精度。

2. 适用范围广：波场分离法不仅适用于地震勘探中的面波压制，还可以用于其他领域的波场分离问题。

3. 计算速度快：波场分离法的计算速度较快，可以在较短的时间内完成波场分离的过程。

三、波场分离法的应用波场分离法在地震勘探中得到了广泛的应用。

例如，在地震勘探中，波场分离法可以用于提高地震勘探的分辨率和探测深度；在地震监测中，波场分离法可以用于提高地震预警的准确性和可靠性；在地震学研究中，波场分离法可以用于分析地震波的传播特性和地球内部结构等问题。

四、波场分离法的发展趋势随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，波场分离法也在不断地发展和完善。

例如，近年来，有学者提出了一种基于深度学习的波场分离方法，该方法能够自动学习地震记录中的P波和S波特征，并实现对面波的快速压制。

此外，还有学者提出了一种基于多分辨率分析的波场分离方法，该方法能够在不同的频率范围内对地震记录进行分解，从而实现对不同频率范围内的面波的压制。

结论：波场分离法是一种常用的压制面波的方法，它具有压制效果好、适用范围广、计算速度快等优点。

随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，波场分离法也在不断地发展和完善，将为地震勘探和地震学研究提供更加精确和可靠的工具。