[發(fā)明專利]基于地震勘探環(huán)境噪聲空間秩相關(guān)系數(shù)的復(fù)擴(kuò)散去噪方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910824964.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN110515128B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林紅波;李世寬;李月;葉文海;馬海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/36
• 分類號(hào): G01V1/36
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

1.一種基于地震勘探環(huán)境噪聲空間秩相關(guān)系數(shù)的復(fù)擴(kuò)散去噪方法，其特征在于包括下列步驟：

1.1計(jì)算地震勘探數(shù)據(jù)的Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)：

利用檢波器對(duì)二維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，假設(shè)在采集到的二維地震勘探數(shù)據(jù)D中，有N條地震道，每道有M個(gè)樣本點(diǎn)，取一個(gè)分析窗X，以當(dāng)前樣本點(diǎn)d_ij為原點(diǎn)，沿時(shí)間方向上取m個(gè)樣本點(diǎn)作為窗的長度，沿著地震道方向取n條地震道作為窗的寬度，則窗X內(nèi)數(shù)據(jù)為m×n大小的一個(gè)窗；以當(dāng)前樣本點(diǎn)水平方向上相鄰的樣本點(diǎn)d_i(j+1)為原點(diǎn)，以相同方式取與窗X相鄰，大小為m×n的另一個(gè)窗作為窗Y的數(shù)據(jù)；

將兩個(gè)窗X和Y中對(duì)應(yīng)位置上的元素組成一組數(shù)據(jù)對(duì)(X_p,Y_p)，利用以上兩個(gè)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)，為了方便計(jì)算將矩陣中的元素代入到公式中：

式中：

其中：sgn(·)是符號(hào)函數(shù)，τ_ij表示第i行第j列元素對(duì)應(yīng)的Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)，當(dāng)滑動(dòng)窗遍歷二維矩陣d的全部數(shù)據(jù)后，得到相關(guān)系數(shù)矩陣τ，Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)矩陣中的每個(gè)相關(guān)系數(shù)τ_ij表示以d_ij為原點(diǎn)的相鄰窗X和Y的Kendall空間秩相關(guān)程度；

相關(guān)系數(shù)矩陣中的每一個(gè)元素，代表這個(gè)位置周圍鄰域的數(shù)據(jù)在空間上的相關(guān)程度的強(qiáng)弱，當(dāng)相關(guān)系數(shù)為正，說明這部分地震數(shù)據(jù)具有空間正相關(guān)的性質(zhì)，其空間變化趨勢(shì)一致；當(dāng)相關(guān)系數(shù)為負(fù)，說明這部分地震數(shù)據(jù)具有空間負(fù)相關(guān)的性質(zhì)，其空間變化趨勢(shì)不一致；當(dāng)空間相關(guān)系數(shù)為0，說明數(shù)據(jù)之間呈現(xiàn)相互獨(dú)立的狀態(tài)；

1.2空間相關(guān)噪聲與信號(hào)的區(qū)分

在計(jì)算Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的時(shí)候，根據(jù)單位周期內(nèi)信號(hào)的時(shí)間長度選擇窗X和窗Y的長度m，使得窗內(nèi)的數(shù)據(jù)可以表征該段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)；窗的寬度n分別取整數(shù)2≤n₁,n₂…,n_N≤10；

在利用不同寬度的窗對(duì)二維地震勘探數(shù)據(jù)計(jì)算Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的時(shí)候，固定其中一個(gè)窗X,另一個(gè)窗Y在自下而上一定區(qū)域內(nèi)滑動(dòng)；若在某個(gè)角度上的Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的值較大，且?guī)缀醪浑S著窗的寬度n的改變而改變，則說明該區(qū)域的數(shù)據(jù)為同相軸；若Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的值在某個(gè)角度上隨著窗寬n的改變變化較大，則說明該區(qū)域的數(shù)據(jù)為相關(guān)噪聲；若Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的值在各個(gè)角度上都比較小，而且不隨窗寬n的變化而改變，說明這部分區(qū)域的數(shù)據(jù)為隨機(jī)噪聲；

根據(jù)Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的取值，選擇窗的寬度n_i，使得同相軸與相關(guān)噪聲計(jì)算出來的Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)具有較大的差異；這時(shí)利用長度為m寬度為n_i的窗計(jì)算出Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)；繪制Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的概率密度分布曲線，找到概率分布密度曲線中的波谷，波谷對(duì)應(yīng)的Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)就是區(qū)分同向軸和相關(guān)噪聲的閾值；由于隨機(jī)噪聲的Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)較小，所以在利用閾值過濾相關(guān)噪聲的同時(shí)，也會(huì)有效的將隨機(jī)噪聲過濾掉；

1.3基于Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)的斜坡保持去噪算法的噪聲壓制：

利用Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)改進(jìn)斜坡保持去噪算法中的擴(kuò)散系數(shù)C(Im(I))的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中：I是地震勘探數(shù)據(jù)；Im(·)表示虛部因子；θ為角度參數(shù)；K＝e^-aλ(τ,Th)是一個(gè)與閾值函數(shù)λ(τ,Th)有關(guān)的函數(shù)，閾值函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中：a為實(shí)參數(shù)；τ為Kendall空間秩相關(guān)系數(shù)；Th是用來區(qū)分信號(hào)和噪聲的閾值；

將改進(jìn)后的擴(kuò)散系數(shù)帶入到斜坡保持去噪算法中，得到最終的去噪結(jié)果。