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专利号: 2024102880546
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1.选取工区模型数据,以吸收衰减区相邻的多道数据或以整个工区数据体作为模型数据,并计算模型数据的统计时变振幅谱;

步骤2.对步骤1得到的模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;

步骤3.计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;

步骤4.分别计算步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量、以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;

所述步骤4具体为:

步骤4.1.计算模型数据的统计时变子波振幅谱Wm(t,f)的瞬时能量,记为Pm(t),即:其中,fs表示地震数据的截至频率;

步骤4.2.计算工区各道地震数据的时变子波振幅谱Wx(t,f)的瞬时能量,记为P(x,t),即:步骤4.3.给定自适应参数α,依据公式(7)计算工区自适应补偿的时空区域,将自适应补偿的时空区域记为C(t,x),则:其中C(t,x)=1表示自适应补偿的时空区域,C(t,x)=0表示不需要补偿的时空区域;

步骤5.基于步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。

2.根据权利要求1所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,所述步骤1具体为:步骤1.1.计算工区中各道地震数据的时变振幅谱;

定义d(τs,x)表示工区二维或三维地震数据;其中τs表示地震数据所对应的时间,x表示道号,N表示工区地震数据的总道数,x的取值范围为1~N;

对地震数据d(τs,x)进行短时傅里叶变换;

其中短时傅里叶变换采用的窗函数为汉宁窗,并设置汉宁窗的长度为lhann;

将地震数据短时傅里叶变换后的时频谱用D(t,f,x)表示,则:其中,f表示频率,t表示短时傅里叶变换后的时频谱所对应的时间,符号exp()表示e指数,h(t‑τs)表示时移后的汉宁窗;

将地震数据短时傅里叶变换后的时变振幅谱用A(t,f,x)表示,则:A(t,f,x)=|D(t,f,x)|    (2)

其中,符号||表示对复数取模处理,即对D(t,f,x)进行取模处理;

步骤1.2.选取工区模型数据,并计算其统计时变振幅谱;

以吸收衰减区相邻的多道数据或以整个工区数据体作为模型数据,定义模型数据范围为x1~x2;其中x1和x2为道号,且取值范围均为1~N,x1<x2;

按公式(3)计算数据的统计均值作为模型数据的统计时变振幅谱,则:其中,Am(t,f)表示模型数据的统计时变振幅谱。

3.根据权利要求2所述的一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,所述步骤2具体为:定义Wm(t,f)表示模型数据的统计时变子波振幅谱,分别设置时间方向和频率方向的二维高斯滤波参数σt和σf,利用公式(4)的二维高斯滤波公式计算Wm(t,f):其中,τg表示二维滤波时时间方向高斯滤波函数所对应的时间,υg表示二维滤波时频率方向高斯滤波函数所对应的频率。

4.根据权利要求1所述的一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,所述步骤3具体为:步骤3.1.定义短时傅里叶变换所采用的汉宁窗的长度为lhann,计算第x道地震数据的短时傅里叶变换后的时频谱,并记为Dx(t,f),其中x的取值为1~N;

对Dx(t,f)取模处理得到第x道地震数据的时变振幅谱,记为Ax(t,f);

步骤3.2.利用二维高斯滤波参数σt和σf,对第x道地震数据的时频振幅谱Ax(t,f)进行二维高斯滤波处理,估算出第x道地震数据的时变子波振幅谱,记为Wx(t,f)。

5.根据权利要求1所述的一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,所述步骤5具体为:步骤5.1.计算第x道地震数据的统计子波一致性的自适应弱反射信号补偿算子Ox(t,f),即:其中,δ是稳定系数,Wm(t,f)表示步骤2计算得到的工区模型数据的统计时变子波振幅谱,Wx(t,f)表示步骤3计算得到的第x道地震数据的时变子波振幅谱;

C(t,x)=1表示自适应补偿的时空区域,C(t,x)=0表示不需要补偿的时空区域;

步骤5.2.按公式(9)计算第x道地震数据补偿后的时频谱Sx(t,f):Sx(t,f)=Dx(t,f)·Ox(t,f)    (9)其中,Dx(t,f)表示第x道地震数据的短时傅里叶变换后的时频谱;

步骤5.3.定义短时傅里叶变换所采用的汉宁窗的长度为lhann,将弱反射信号补偿后的时频谱进行逆短时傅里叶变换得到弱反射信号补偿后的时间域输出结果,记为sx(τs),其计算公式为:其中,τs表示地震数据所对应的时间,f表示频率,t表示短时傅里叶变换后的时频谱所对应的时间,h(t‑τs)表示时移后的汉宁窗;

按步骤5.1‑5.3逐道循环处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。

6.一种用于实现如权利要求1至5任一项所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的地震数据自适应弱反射信号补偿系统,其特征在于,所述地震数据自适应弱反射信号补偿系统包括:

统计时变振幅谱计算模块,用于对选取的工区模型数据,计算其统计时变振幅谱;

统计时变子波振幅谱计算模块,用于对模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;

时变子波振幅谱计算模块,用于计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;

工区自适应补偿的时空区域计算模块,用于分别计算模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量以及各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;

以及弱反射信号补偿处理模块,用于基于得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。

7.一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有可执行代码,其特征在于,所述处理器执行所述可执行代码时,实现如权利要求1至5任一项所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时,用于实现如权利要求1至5任一项所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。