相对保幅的抛物线Radon变换法地震道重建

实际地震资料中常见地震道缺失或空间采样不足的问题,这不仅会导致有效信息丢失,还有可能在后续的处理中产生不利影响。为此,基于抛物线Radon变换进行缺失地震道重建的基本原理,综合考虑AVO响应特征及傅里叶变换基本性质,提出了相对保幅的抛物线Radon变换地震道重建方法。该方法是对前人提出的道均衡抛物线Radon变换地震道重建方法的一种改进,即在道均衡过程中考虑了反射振幅随偏移距的变化,根据AVO特征对不同偏移距的重建地震道采用不同的均衡系数,而不是采用固定的道均衡系数对道与道之间简单地均衡,所以可以加快重建数据向实际数据逼近的速度并提高数据重建的精度。模型数据和实际地震资料的试算结果表明,相对保幅的抛物线Radon变换地震道重建方法对于叠前地震数据的重采样及不同偏移距地震道的重建是有效可行的,不仅能够实现缺失地震道的相对保幅重建,而且可以大大提高重建效率。     

双曲Radon变换及其在地震资料处理中的应用

根据Radon变换理论,结合平面映射、推导了双曲Radon正反变换公式,从而使Radon变换沿直线倾斜叠加推广到双曲Radon变换沿双曲线叠加。双曲Radon变换更加有利于地震数据处理,可减少变换噪音和能量弥散,从而提高资料处理质量。文章还阐明了双曲Radon变换可用于处理垂直地震剖面的上、下行波场分离及提取地面地震资料不同速度波型的波等方面的问题;并对简单的射线模型资料进行了计算,结果较好。     

CPU-GPU异构平台的抛物线Radon变换并行算法

抛物线Radon变换被广泛应用于压制和去除叠前地震数据中的多次波。混合域抛物线Radon变换虽具有良好的多次波压制效果，但面对体量日益庞大的地震道集数据，仍需很长处理周期。为此，首先利用GPU对抛物线Radon变换算法做并行优化，将计算过程中最耗时的傅里叶变换和代数运算用CUDA库等优化技巧进行加速，加速比达13以上；然后基于CPU-GPU异构平台，提出一种CPU-GPU并行方案，充分利用计算机硬件资源，通过CPU多线程与多个GPU协同并行实现抛物线Radon变换并行算法，加速比约达30。     

叠前含随机噪音地震数据抛物Radon变换法重建

抛物Radon变换法是地震数据插值和外推的有效方法。本文研究了含随机噪音地震数据的抛物Radon变换法实现，抛物Radon变换法是沿抛物线路径进行积分的数据处理方法，所以该方法压制随机噪音的原理和CMP道集叠加类似。模拟的水平层状介质模型和二维复杂Marmousi模型数据插值和外推计算结果显示本文给出的方法对含随机噪音地震数据的插值是有效的。实际采集地震数据的CMP道集处理结果表明抛物Radon变换法可以在数据外推的同时有效的提高地震资料的信噪比，是一种实用的叠前地震数据预处理方法。     

叠前含随机噪声地震数据抛物Radon变换法重建

抛物Radon变换法是地震数据插值和外推的有效方法。由于该方法是沿抛物线路径进行积分的数据处理方法，所以在对地震数据插值重建的同时，可以压制随机噪声，提高地震资料的信噪比。为此，研究了抛物Rodon变换法在含随机噪声地震资料缺失数据重建中的作用，通过模拟的水平层状介质模型和二维复杂Marmousi模型数据插值和外推计算结果验证了方法的有效性，并通过实际地震数据的处理结果证明，抛物Radon变换法可以在数据外推的同时有效地提高地震资料的信噪比，是一种实用的叠前地震数据预处理方法。     

基于稀疏离散τ-p变换的非均匀地震道重建

在三维地震勘探中，地震数据的空间采样往往存在非规则化的现象。这对后续的处理，尤其是波动方程偏移，将造成很大的影响。而常规的τ—P变换由于信息不足、有限的孔径和离散等因素，使得τ—P域的结果不准确，存在假象。针对这一问题，提出了一种基于稀疏离散τ—P变换的非均匀地震道重建方法。该方法根据局部时窗内地震同相轴可以看作是一系列线性同相轴的组合的原理，使用稀疏离散τ—P变换和预条件双共轭梯度算法进行地震道重建，使空间方向不均匀采样得到规则化重建。理论计算和实际资料处理的结果表明，用该方法重建的地震道，在波形、振幅和相位等方面与原始数据拟合较好。     

基于贪婪—快速迭代收缩阈值的Radon变换及其在多次波压制中的应用

多次波的存在严重影响了地震资料的解释精度，有效压制多次波是地震资料处理过程中的重要环节。目前，抛物线Radon变换是压制多次波的常用方法。针对抛物线Radon变换这一逆问题的求解，目前行业内应用最多的是迭代收缩阈值算法(Iterative Shrinkage Thresholding Algorithm，ISTA)。该方法在计算精度和计算效率方面优势明显，但对庞大的地震数据而言，处理效率仍需进一步提高。为提高抛物线Radon变换收敛速率，将贪婪的快速迭代收缩阈值算法(Greedy Fast ISTA，Greedy FISTA) 引入到Radon变换压制多次波的逆问题求解中，构建了一种基于贪婪的快速迭代收缩的混合域快速稀疏时不变Radon变换。与ISTA相比，该方法将前两次的迭代结果加权求和作为当前的迭代起点，通过引入重启条件和收敛条件，使迭代过程中振荡周期减小、计算速度提高。合成数据和实际数据的多次波压制实验表明，相比于ISTA与快速迭代收缩阈值算法(FISTA)，该算法收敛效率有很大提高、精度也略有提升。     

加权抛物Radon变换叠加速度分析

抛物Radon变换（PRT）是进行叠加速度分析较为有效的方法,当缺失原始地震记录道时,加权抛物Radon变换可改善正变换模型空间域的聚焦性。基于水平或中等倾角地层CMP道集时距曲线为双曲线的假设,给出了抛物Radon变换叠加速度求取的基本方法,同时给出加权PRT求解计算时权系数的选取原则。在数据域加权后,求解矩阵的Toeplitz结构并没有破坏,所以仍可用Levinson递推法来进行计算。加权抛物Radon变换叠加速度分析算法容易实现,且计算精度较高,能较有效地处理含多次波的地震剖面。     

高阶高分辨率Radon变换地震数据重建方法

地震数据缺失会影响处理和解释结果。本文基于Radon变换地震数据重建并结合地震波同相轴横向连续性,提出高阶高分辨率Radon变换地震数据重建方法。该方法将正交多项式变换和Radon变换结合,通过正交多项式变换拟合地震波振幅随炮检距变化特性,改进了传统Radon变换只考虑地震道叠加特性的缺陷,增加了振幅变化的斜率和曲率信息,保留了地震波AVO特性,有利于地震波振幅信息在横向变化情况下缺失地震数据的重建。理论模型和实际数据处理结果表明,该方法可以克服空间假频,实现缺失道数据重建,并保留振幅AVO信息。     

基于共散射点道集的多次波压制方法研究

多次波压制是地震数据处理中的重要环节。一种常用的多次波压制方法是根据一次波和多次波在成像空间的曲率差异并借助Radon变换进行分离和压制。成像空间既可以是叠前时间域也可以是叠前深度域。考虑到对复杂介质的适应性以及叠前处理对计算效率的要求,提出基于共散射点(CSP)道集的高分辨率Radon变换多次波压制方法。该方法只需要一个简单的初始速度场,就可将常规共中心点道集(CMP)映射到覆盖次数更高、炮检距覆盖范围更广的共散射点道集,然后在该道集上应用高分辨率双曲Radon变换,可较好地分离一次波和多次波。相对于以水平层状介质为假设条件的CMP道集,CSP道集更适应复杂地质构造,且时距关系满足双曲规律。模型和实际资料测试结果表明,该方法可以较好地实现速度谱能量团的聚焦,有利于较复杂地质条件下的多次波压制。     

双曲Radon变换法多次波衰减

多次波是相干干扰,在地球物理勘探中普遍存在。作部分动校正后的共中心点道集,多次波剩余时差更接近于双曲线。研究给出时不变双曲Radon变换空间频率域衰减多次波的基本原理,同时给出了计算公式和离散采样算法。时不变双曲Radon变换在频率域是解耦的,所以该方法在计算效率上和抛物Radon变换一样,但是在分离多次波上比抛物Radon变换法更精确。水平层状介质的多次波衰减结果表明,时不变双曲Radon变换法在叠前能有效地衰减多次波,复杂SMAART模型的叠前多次波衰减实例显示了该算法的有效性和实用性。     

反馈迭代法在自由表面多次波压制中的应用

在地震资料处理中，多次波压制的重点是自由表面多次波。阐述了利用反馈迭代法预测并压制自由表面多次波的基本原理和实现步骤。反馈迭代法不需要地下界面信息，能够适应较复杂地下结构的情况。设计了水平海底层状介质模型和起伏海底层状介质模型，对反馈迭代法压制自由表面多次波的效果进行了试验和分析，并与抛物线拉冬变换处理结果进行了对比。结果表明，反馈迭代法在迭代次数较少的情况下就能有效地去除合成地震记录中的自由表面多次波；抛物线拉冬变换的压制效果不太理想，处理后的结果中残留有较强的自由表面多次波。     

陆上多次波识别与压制

陆上多次波与海上多次波均会干扰有效波信号,使地震资料信噪比降低,不同的是海上多次波覆盖了整条地震测线,而陆上地震数据中仅有部分共中心点道集（CMP）受到多次波干扰。 根据陆上多次波的特点,分析多次波在速度谱、常速扫描叠加剖面和动校正道集上所表现的地震特征,利用多次波识别方法,确定地震数据中多次波的分布范围,并在含有多次波的 CMP 动校正道集上,采用抛物线拉东变换方法压制多次波。 模型算例和实际地震数据应用结果表明,抛物线拉东变换方法不仅能压制陆上多次波,而且不伤害一次波反射信号,达到了保真去噪的目的。     

径向道技术在消除相干噪声中的应用

自Henley于1999年成功地将径向道变换应用于相干噪声消除以来，该项技术得到了广泛和深入的发展。发展方向主要为：①选择最佳径向道原点，使之更适于拟合地震资料中的相干噪声；②更新原有的插值技术，使径向道变换过程中对相干噪声的拟合更为准确及在去噪过程中对有效波的影响减到最小；③如何更好地将有效的相干噪声消除技术与径向道变换技术相结合；④避开径向道变换中的插值过程，采用局部径向道预测技术来消除相干噪声；⑤变径向道原点及分频处理等等。分析了上述技术的发展背景、各自优缺点及适应性。提出了新的径向道扫描方法，理论模型和实际资料试验表明这种方法更利于相干噪声的消除。     

Radon变换去噪方法的保幅性理论分析

本文在对比常规抛物线Radon变换、最小二乘抛物线Radon变换和高分辨率抛物线Radon变换的保幅性的基础上,重点分析了影响高分辨率抛物线Radon变换去噪方法保幅性的各种因素,认为对于最小二乘Ra-don变换和高分辨率Radon变换而言,信号在变换域中的分辨率都依赖于信号模型的"标准同相轴"假设,地震数据处理中各种实际因素导致信号同相轴偏离该假设,进而导致分辨率降低,影响Radon变换去噪方法的保幅能力。文中给出了波场分解类去噪方法的保幅性理论分析思路以及评价标准,然后以Radon变换去除多次波为例,具体分析了Radon变换的各种实现方式对信号的操作过程,并进行了保幅性理论评价。理论分析以及数值试验结果表明:常规Radon变换不满足保幅性处理的要求;最小二乘Radon变换算子满足保幅性要求,但变换域中信号分辨率仍然有待提高;逼近"标准同相轴"假设条件时,高分辨率Radon变换去噪方法在一定精度范围内可以认为是保幅的。     

抛物线拉冬变换消除多次波的应用要素分析

抛物线拉冬变换(PRT)在国外已是消除多次波的最有效方法之一,但国内却很少应用。其中一个重要原因就是对抛物线拉冬变换的物理意义、适用条件、算法和参数的选择等关键问题缺乏足够的认识。本文在模型研究的基础上,通过理论模型试验,分别讨论了时间域拉冬变换的特点和存在的问题、频率域拉冬变换的不同实现方法及其应用效果、拉冬域的假频问题、复系数矩阵方程的求解和白噪系数的选取、拉冬域多次波切除和截断效应、自适应滤波切除等应用要素,获得了一些有指导意义的结论1时间域PRT不宜直接使用,2频率域正变换最小平方法有利于消除多次波,3拉冬域的参数取值要满足采样定理,4求解复系数方程组白噪系数宜取0.1～1,5加一巴特沃兹滤波器式的增益函数可实现自适应滤除多次波。应用本文方法对实际资料进行处理,取得了很好的应用效果。