[發明專利]一種基于自適應塊匹配的沙漠地震信號位置檢測方法

有效

• 申請號: 201810470924.6
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108680950B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 馬海濤;劉曉;李月;邵丹
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/20
• 分類號: G01V1/20;G01V1/28
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種基于自適應塊匹配的沙漠地震信號位置檢測方法，包括如下步驟：

(1)地震勘探野外數據采集時，沿地震測線等間距布置Z個檢波器組，檢波器組的數量20～2000個，激發炮點后，每個檢波器可以得到一道地震勘探記錄，Z道記錄組成一幅二維的地震勘探記錄，將這個二維的地震勘探記錄矩陣化表示，形成一個M×N的矩陣,其中，M∈[40,1200]，N∈[20,100]；

(2)對形成的M×N的矩陣運用譜多流形聚類算法，提取沙漠地震信號的大概位置區域，確定標準塊，計算其能量值E；

1)構造相似性矩陣W：

計算M×N的矩陣中點x_i和點x_j之間的相似性權值w_ij，由相似性權值w_ij構成相似性矩陣W＝{w_ij}，W∈R^M×N,i∈[1,M],j∈[1,N]；

2)計算對角矩陣D＝{d_ii}，其中

3)定義一個矩陣L，L＝D-W,對其進行譜分解，得到最小k個特征值對應的特征向量μ₁,…,μ_k；

4)記U＝[μ₁…μ_k]∈R^N×k，對U進行聚類，得到k個分類，即有效信號區域和噪聲區域；

5)通過聚類后的結果可以得到有效信號區域，在此區域選取大小為m₀×n₀的標準塊，并計算標準塊的能量值E:

其中，m₀、n₀分別代表標準塊的長度和寬度，m₀∈[3,24]，n₀∈[3,24]，A所代表的是以點(i,j)為中心的標準塊所對應的數據矩陣；

(3)以點(i,j)為中心，向其四周擴散，分別形成m₁×n₁、m₂×n₂、m₃×n₃大小的匹配塊，依據公式(1)分別計算其能量值，得E_i1、E_i2、E_i3，其中，i∈[1,M],j∈[1,N]，m₁、m₂、m₃分別為不同尺寸下匹配塊的長度，n₁、n₂、n₃分別為不同尺寸下匹配塊的寬度，m₁，m₂，m₃∈[3,24]，n₁，n₂，n₃∈[3,24]；

(4)分別計算匹配塊能量E_i1、E_i2、E_i3與標準塊能量E的差值，并將結果放入新的矩陣Q中：

α_i＝|E_i1-E|、β_i＝|E_i2-E|、γ_i＝|E_i3-E|、

其中，i∈[1,M]；

(5)在矩陣Q中尋找最小的S個值，S∈[1,10]，并確定S個值所對應匹配塊位置，將S個值對應匹配塊的數據及位置信息放入新的矩陣Y,Y矩陣的大小與所形成M×N矩陣的大小一致，此時，確定了二維地震勘探記錄中信號位置。