微震信号无参数自动去噪PD算法实现及应用

工程微震监测中常包含较多低信噪比信号。现有去噪方法存在参数多且需要手工调节等问题,为此,提出一种针对微震信号的无参数自动去噪PD(pick and denoise)算法。算法首先通过改进AIC(akaike information criterion)方法初步拾取P波初至,得到信号的背景噪声段,通过傅里叶变换在频率域上提取噪声功率谱信息,在此基础上从微震信号的功率谱中减去噪声功率谱,最后应用傅里叶逆变换还原得到去噪后微震信号。利用Matlab人工合成不同类型、不同信噪比的含噪信号,应用PD算法进行去噪并与EEMD(ensemble empirical mode decomposition)、小波去噪方法进行比较,结果表明:PD算法去噪后的平均绝对误差和误差标准差均优于EEMD和小波去噪方法,并且对于低信噪比信号,PD算法仍具有良好的效果。最后将PD算法应用于陕西省引汉济渭工程秦岭4#支洞微震监测工程中,对2730条微震信号进行去噪分析,得平均P波信噪比从滤波前的16.49提高到了35.62,表明PD算法对于提高工程微震信号质量具有良好的应用价值。