改进的各向异性扩散滤波方法压制地震数据噪声

在压制地震数据噪声时,为有效保持地质体边界、断层等细节特征信息,根据地震数据噪声多尺度特性,分析已有的各向异性扩散滤波模型的特点,将控制扩散特性的梯度阀值、迭代时间和高斯滤波尺度因子参数引入扩散模型中,并借鉴模拟退火的冷却思想,设定高斯滤波尺度因子和梯度阀值为时间的函数,构建了能够保持边缘特征、压制地震数据噪声的各向异性扩散滤波模型。数值试算和实际资料的应用表明,构建的各向异性扩散滤波模型能够自适应地、有效地压制地震数据噪声,为地震数据解释和分析、属性提取提供了较好的基础数据。     

一种非线性滤波去噪方法

大多数的地震数据去噪方法都是根据单参数特征信息提取有效信号或噪声，达到去噪目的，本文利用神经元网络的高维非线性映射特征，设计一种非线性滤波器对数据进行非线性变换，这种滤波器与常规滤波器的不同点在于它综合考虑了地震有效信号和噪声的多种参数表现特征，并将两者有效地分离。经这种方法去噪（空间域）的数据剖面不会降低分辨率，去噪效果受数据信噪比和反射波同相轴倾角的影响较小。本文展示了空间域的处理结果，该方法     

中值滤波的一种快速算法

目前数据处理中的中值滤波算法速度较慢，已不能满足三维勘探中数据处理对运算速度的要求。为此，提出了一种新的中值滤波快速算法。该算法从制约中值滤波速度的因素即排序次数出发，对传统中值滤波的算法进行了改进，将传统算法对每个窗口数据的排序改进为只进行一次窗口数据的完整排序。对各种算法运算量的对比得知，快速算法大大降低了排序时的比较次数和赋值次数，因而大大提高了运算速度，且数据量越大，快速算法的优势越突出。从地震数据体中取长度为10000000的实际数据进行了测试，新的快速算法在窗口长度为5时，滤波速度是传统算法的2．6倍；窗口长度为21时，滤波速度是传统算法的10．08倍。     

一种稳定的高精度双变网格正演模拟与逆时偏移方法

双变网格正演模拟方法因其低存储、高效率等优势,在刻画地下小尺度异常体,尤其是超深部微结构方面发挥了越来越重要的作用。变网格正演模拟方法在实现过程中需要考虑两个问题:网格步长变化处的虚假反射和长时间采样下的不稳定性。从理论上推导了虚假反射误差的数学表达式,分析了虚假反射影响因素,并通过引入Lanczos滤波算子,实现了一种基于交错网格的稳定且高精度的双变网格正演模拟算法。模型正演试算结果表明,在超长采样时间迭代测试下本算法依然稳定,且虚假反射也得到明显压制。随后,将双变网格波场延拓算子应用于偏移成像过程,实现了双变网格逆时偏移算法。裂缝储层模型的成像结果表明,双变网格逆时偏移方法能够以较小的内存,较为准确、高效地成像地下微小构造。     

SVD滤波方法的改进及应用

本文介绍了奇异值分解ＳＶＤ滤波原理，并用不同的具有代表性的合成地震记录并进行了试验、分析，得出了影响ＳＶＤ滤波效果的主要因素，从而提出了ＳＶＤ滤波的改进方法－基于ＳＶＤ的倾角扫描叠加和自组织特征映射神经网络确定ＳＶＤ滤波参数。将此法用于实际地震资料处理，效益明显。     

一种改进的三维旅行时梯度射线追踪方法

最大旅行时梯度射线追踪（The Maximum Traveltime Gradient Ray Tracing,MTG）法利用三次B样条插值计算旅行时场的最大旅行时梯度,从而追踪初至波射线路径。但由于三次B样条插值是连续光滑的插值函数,在射线通过速度突变区域时,计算次级源点的旅行时和梯度会产生一定的误差。在分析MTG算法计算误差来源的基础上,提出了一种改进的B样条/线性联合插值的三维射线追踪（The Modified Maximum Traveltime Gradient Ray Tracing,简称MMTG）算法,即在速度均匀变化的区域采用B样条插值计算旅行时梯度确定下一个次级源点,在速度变化剧烈的区域利用线性插值法在网格界面上找出旅行时最小的入射点作为次级源点,从而保证射线在速度分界面上折射产生的不连续性。数值实验结果表明,MMTG算法在保持MTG算法优点的同时进一步提高了射线路径的计算精度,能够适应更复杂的速度介质模型。     

一种改进微地震数据极化滤波性能的偏振特征函数设计

地震数据极化滤波广泛应用于地震数据处理中噪声压制、震相识别和波形分离且效果很好。在时间域极化滤波中,通常利用协方差矩阵的特征值构造偏振特征函数来设计极化滤波器。针对传统极化滤波器对有效信号和噪声识别不清晰的问题,总结分析了当前应用较为广泛的10种偏振特征函数,讨论了这些函数对地震噪声信号的表征能力。在分析偏振特征函数优、缺点的基础上,使用特征值构造一种新的偏振特征函数表达式,基于该特征函数设计的极化滤波器能够提高地震有效信号和噪声的识别精度,更有效实现噪声衰减。利用合成和实测的微地震数据验证了不同偏振特征函数对极化滤波器性能的影响。结果表明,采用新构建的偏振特征函数设计的滤波器,能有效识别噪声数据段,对初始相位影响较小且滤波后地震数据的信噪比(SNR)、均方根误差(RMSE)和互相关归一化系数(NCC)均优于其它偏振特征函数设计的滤波器。处理后的地震信号矢端曲线图能更好地反映地震信号的偏振方向,更有利于确定微地震初至波的极化方向。     

一种简易的频率补偿方法

对地震记录道进行微分，相当于用一个频率特性为ｉｗ的滤波器进行滤波。这种滤波器的振幅特性与其圆频率ｗ成正比，可用以补偿地震波在介质中傅播时高频成分衰减快的缺欠。在实际地震资料处理过程中，采用这种振幅恢复方法可使处理前、后各层的能量基本上保持一致。用上述方法对大港油田ＦＨＤ油藏的部分三维地震剖面进行处理后，下第三系以下各反射层的分辨率均有显著的提高，收到了满意的效果。     

一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法

由于VSP记录的地震波的衰减程度与地面地震记录的地震波的衰减程度不同,因此对VSP资料进行反Q滤波处理,直接应用地面地震资料的反Q滤波方法是不准确的,需要对其进行改进。本文基于Wang处理地面地震资料的反Q滤波方法,提出一种适用于VSP资料的反Q滤波方法,即先对VSP资料上、下行波场进行分离,然后根据VSP上、下行波各自的波场特点,分别进行反Q滤波补偿。采用此法对模型数据和实际VSP资料分别进行反Q滤波补偿处理,均取得了比较好的效果。     

一种改进的小组立工件图像处理算法

针对三维相机拍摄得到的小组立复杂结构件点云数据,建立小组立焊接机器人的整体视觉算法系统。在处理点云图像时,发现阴影和常规点云滤波方法可能会破坏模型,因此采用离群滤波算法对点云数据进行清理,估计提取的特征向量,并结合曲率滤波算法去除小范围阴影噪声平面。经过设备调试和生产验证,成功剔除噪声点,并有效保留三维模型的尖锐特征,为后续点云配准和三维重建提供基础。整个小组立三维相机处理系统可涵盖大部分小组立复杂结构件,这一研究成果可为船厂小组立焊缝识别视觉系统的设计提供有益参考。     

位场数据处理中小子域滤波的改进

 对规则的位场异常数据进行低通滤波是重磁资料处理中一种常用的方法。在用低通滤波滤除的信息中,也包含一些反映地质异常界限的信息。为了克服这个缺点,出现了小子域滤波方法。为了提高小子域滤波的效率和滤波效果,本文对小子域滤波的剖分方式进行了改进。通过理论模型和实例计算表明,新方法不仅可以提高计算速度,而且可以减少异常边界拐点失真,使异常梯级带更加收敛,异常分区的界线更加清晰。     

优化小子域滤波方法研究及其应用

低通滤波是重磁数据处理中必不可少的处理手段。利用小子域滤波法进行低通滤波处理时能够很好地保留异常之间的界限,因此此法在实际数据处理中得到广泛应用。但是,小子域滤波法存在子域剖分方式不合理导致异常曲线扭曲的缺陷。本文针对现有小子域滤波法的子域剖分方式和判别准则进行相应改进,使其更加合理,并通过理论模型试算,证明了优化小子域滤波方法的有效性,最后将该方法应用于四川实测航磁异常数据的处理中,结果表明能更好地保留异常之间的界限特征,滤波输出结果合理、稳定。     

可控震源地震数据谐波滤除方法

本文分析了可控震源滑动扫描中各种谐波产生的原因,指出高次谐波是其中最严重的谐波干扰类型;通过原理分析及数值试验探讨了滑动扫描方法,并基于高次谐波与原始激发信号在各频段的能量呈线性关系这个假设建立了谐波滤除的数学模型;利用参考信号倍增法生成各次谐波,并用各次谐波相关对比法估算各次谐波的能量比。将本文滤除谐波算法应用于实际数据处理,所得结果表明该方法不仅滤除谐波效果好,而且运算速度快。     

聚束滤波法消除海上地震资料的多次波

本文简单介绍了用聚束滤波方法消除地震资料中的多次波的基本原理及合成资料处理结果；详细描述了用聚束滤波方法消除两套南海深海地区地震资料中多次波的实施步骤与效果。对于珊瑚礁产生的大范围强烈多次波，采用多次使用聚束滤波方法分别消除不同范围的多次波，取得了较高分辨率和较小计算量的优化效果。处理结果表明，聚束滤波方法可以消除相对较强的多次波，并增强较弱的一次波。对莺东南盆地一块海底多次波相当严重的深水地震资料的处理结果表明，聚束滤波方法对于消除远道和近道多次波的效果都相当好，并且优于常规的二维滤波方法对多次波的压制效果。     

改进的矢量分解压噪方法

矢量分解压噪方法利用噪声偏离有效信号的夹角压制噪声,是一种经典的角度域去噪技术。文中在简要分析矢量分解压噪方法及其现有改进措施的基础上,针对该方法的理论误差来源和算法特点,提出了应用"曲边时窗"进一步改进的技术思路和方案。实施的关键在于根据时窗内各道与时窗中间道达到最大相关时的最佳时移值,建立在纵向上按道分割、在横向上按最佳时移值进行曲线分割的曲边时窗。利用数值模拟和实际数据对比了方法改进前、后的去噪效果,结果表明,应用曲边时窗的矢量分解压噪方法在提高去噪效果的同时,能更好地保护有效信号。针对实际数据设计了曲边时窗矢量分解压噪方法与典型频率域去噪方法(带通滤波、小波阈值去噪)的对比实验,去噪结果表明,对于噪声和有效信号时频特征接近的地震数据,利用本文提出的方法从角度域入手往往能取得更好的去噪效果。     

扩散滤波方法在地震资料处理中的应用研究

从各向异性扩散滤波方程出发,给出了其对应的数值离散公式及其最简单的各向同性扩散滤波离 散计算公式,开展了扩散滤波方法在低频逆时偏移噪音的多尺度分离、地震反射波和散射波波场的相对 分离、保断层边缘的随机噪音压制以及地震数据插值处理等 4 个方面的应用,并给出了其对应的应用假 设条件。 计算结果表明,扩散滤波方法可在不同应用假设条件下取得较好的处理效果。 该方法可指导实 际地震资料数字处理。     

瞬时谱数据的谱加权自适应带通滤波融合

为了快速提取地震谱分解数据中的储层特征信息,本文提出一种将瞬时峰值振幅和峰值频率属性数据进行融合的方法,它采用随频率自适应调节滤波带宽的高斯基函数,可反映时频域地震信号在低频端具有很高的频率分辨率,高频端具有较低的频率分辨率的特征;并以峰值振幅属性作为权重,将两种谱分解属性数据映射为颜色融合数据。实际资料的应用表明,该法可反映瞬时谱主振幅随频率的变化,刻画储层的空间展布、几何形态、相对厚度和含流体情况等,快速提取谱分解数据中的有效地质信息,提高解释的效率。     

相干增强各向异性扩散滤波技术

相干增强各向异性扩散滤波是一项尺度空间图像恢复技术。本文讨论了相干增强各向异性扩散的一般滤波结构，基于Weickert等提出的扩散张量概念，考察了用有限差分法求解演变方程显式方法的优劣，指出具有最优旋转不变性的各向异性扩散滤波步骤为：①用模板的最优导数滤波计算构造张量；②由构造张量组合扩散张量；③用最优化滤波计算演变方程的右端项；④用最优化导数滤波计算演变方程的左端项；⑤按显式方式进行随后的运算。在研究中，通过对算法的改进，使其具有了，杲持边缘的特性。将该技术应用于地震数据，一方面可以去除噪声，提高资料的信噪比，改善资料品质；另一方面可以增强反射同相轴的连续性，对于低信噪比资料的解释非常有用。应用实例表明，滤波后明显改善了资料品质，突出了地层接触关系，增强了地震数据对层序体内部结构的成像能力。     

串联匹配滤波法在混合震源资料处理中的应用

在资料处理中，常会遇到炸药震源和可控震源联合采集的资料，由于2种震源记录的波组特征以及频率，能量和相位不一致，在资料的衔接处就会出现不匹配问题。解决这一问题的方法是消除2种资料之间的不一致性。目前运用较广泛的方法是利用2种震源资料的重复叠加段求取匹配算子，然后进行匹配滤波，但该方法要求重复叠加段有可靠的波组特征和较高的信噪比。为此，提出了一种叠前多点综合串联匹配滤波处理技术。该技术在叠前通过逐步逼近法，并利用叠加手段提高匹配算子的稳定性，实现提高2种震源记录一致性的目的。介绍了串联匹配滤波法的基本原理和实现步骤；利用实际资料分别进行了常规匹配滤波，串联匹配滤波和多点综合串联匹配滤波处理。处理结果表明，多点综合串联匹配滤波法比常规的匹配滤波法能更有效地提高2种震源记录的一致性。