[發明專利]基于地震勘探環境噪聲空間秩相關系數的復擴散去噪方法

有效

• 申請號: 201910824964.0
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110515128B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 林紅波;李世寬;李月;葉文海;馬海濤
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

1.一種基于地震勘探環境噪聲空間秩相關系數的復擴散去噪方法，其特征在于包括下列步驟：

1.1計算地震勘探數據的Kendall空間秩相關系數：

利用檢波器對二維地震勘探數據進行采集，假設在采集到的二維地震勘探數據D中，有N條地震道，每道有M個樣本點，取一個分析窗X，以當前樣本點d_ij為原點，沿時間方向上取m個樣本點作為窗的長度，沿著地震道方向取n條地震道作為窗的寬度，則窗X內數據為m×n大小的一個窗；以當前樣本點水平方向上相鄰的樣本點d_i(j+1)為原點，以相同方式取與窗X相鄰，大小為m×n的另一個窗作為窗Y的數據；

將兩個窗X和Y中對應位置上的元素組成一組數據對(X_p,Y_p)，利用以上兩個窗內的數據計算Kendall空間秩相關系數，為了方便計算將矩陣中的元素代入到公式中：

式中：

其中：sgn(·)是符號函數，τ_ij表示第i行第j列元素對應的Kendall空間秩相關系數，當滑動窗遍歷二維矩陣d的全部數據后，得到相關系數矩陣τ，Kendall空間秩相關系數矩陣中的每個相關系數τ_ij表示以d_ij為原點的相鄰窗X和Y的Kendall空間秩相關程度；

相關系數矩陣中的每一個元素，代表這個位置周圍鄰域的數據在空間上的相關程度的強弱，當相關系數為正，說明這部分地震數據具有空間正相關的性質，其空間變化趨勢一致；當相關系數為負，說明這部分地震數據具有空間負相關的性質，其空間變化趨勢不一致；當空間相關系數為0，說明數據之間呈現相互獨立的狀態；

1.2空間相關噪聲與信號的區分

在計算Kendall空間秩相關系數的時候，根據單位周期內信號的時間長度選擇窗X和窗Y的長度m，使得窗內的數據可以表征該段時間內數據的變化趨勢；窗的寬度n分別取整數2≤n₁,n₂…,n_N≤10；

在利用不同寬度的窗對二維地震勘探數據計算Kendall空間秩相關系數的時候，固定其中一個窗X,另一個窗Y在自下而上一定區域內滑動；若在某個角度上的Kendall空間秩相關系數的值較大，且幾乎不隨著窗的寬度n的改變而改變，則說明該區域的數據為同相軸；若Kendall空間秩相關系數的值在某個角度上隨著窗寬n的改變變化較大，則說明該區域的數據為相關噪聲；若Kendall空間秩相關系數的值在各個角度上都比較小，而且不隨窗寬n的變化而改變，說明這部分區域的數據為隨機噪聲；

根據Kendall空間秩相關系數的取值，選擇窗的寬度n_i，使得同相軸與相關噪聲計算出來的Kendall空間秩相關系數具有較大的差異；這時利用長度為m寬度為n_i的窗計算出Kendall空間秩相關系數；繪制Kendall空間秩相關系數的概率密度分布曲線，找到概率分布密度曲線中的波谷，波谷對應的Kendall空間秩相關系數就是區分同向軸和相關噪聲的閾值；由于隨機噪聲的Kendall空間秩相關系數較小，所以在利用閾值過濾相關噪聲的同時，也會有效的將隨機噪聲過濾掉；

1.3基于Kendall空間秩相關系數的斜坡保持去噪算法的噪聲壓制：

利用Kendall空間秩相關系數改進斜坡保持去噪算法中的擴散系數C(Im(I))的數學表達式為：

其中：I是地震勘探數據；Im(·)表示虛部因子；θ為角度參數；K＝e^-aλ(τ,Th)是一個與閾值函數λ(τ,Th)有關的函數，閾值函數的數學表達式為：

其中：a為實參數；τ為Kendall空間秩相關系數；Th是用來區分信號和噪聲的閾值；

將改進后的擴散系數帶入到斜坡保持去噪算法中，得到最終的去噪結果。