[發(fā)明專利]一種基于頻間相似性低頻重構(gòu)的面波干擾消除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010165995.2
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111308555B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸文凱;賈壯
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發(fā)明公開了一種基于頻間相似性低頻重構(gòu)的面波干擾消除方法。首先對含面波干擾地震數(shù)據(jù)進行f?k傾角濾波預(yù)處理，并通過濾波器分解頻帶；然后利用無面波干擾的中頻分量合成偽低頻有效信號，以偽低頻信號稀疏編碼后的字典對實際含有面波干擾的低頻混合信號進行重構(gòu)，實現(xiàn)對低頻低波數(shù)部分混合信號中的面波殘留的消除；最后通過頻帶分量組合與速度掩模，得到最終消除面波后的有效信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理領(lǐng)域，具體涉及一種基于頻間相似性低頻重構(gòu)的面波干擾消除方法。

背景技術(shù)

在陸上地震勘探中，面波是一種在采集到的地震資料中廣泛存在的干擾。由于面波能量強、影響范圍大，因此面波壓制在陸上地震資料處理中十分重要。面波又稱地滾波，是一種沿著固體介質(zhì)的自由表面?zhèn)鞑サ牟▌印Ｃ娌ǜ蓴_的主要特征就是：強振幅、低頻率、以及低視速度。而相對而言，作為有效信號的反射波，其振幅與面波相比相對較弱，頻帶也更寬，視速度也要高很多。我們處理的目的在于，在盡可能完整地保持有效信號的前提下，盡可能多地消除面波干擾。

目前，現(xiàn)有的面波壓制技術(shù)一般是通過分析有效信號與面波在頻譜和時空域的差異，對面波進行消除或壓制。常見的有f-k域濾波、小波域濾波、曲波域濾波、以及Shearlet變換域濾波等。面波壓制的基本目的在于通過某種變換，使得有效信號與面波盡可能地分離到變換域的不同區(qū)域內(nèi)，從而可以應(yīng)用預(yù)先設(shè)計的或自適應(yīng)的掩模或濾波器分別提取反射波部分或面波部分，然后通過逆變換，對有效信號進行重構(gòu)，獲得消除面波后的結(jié)果。

由于面波干擾的低頻性，通過f-k變換或者曲波變換等與頻譜相關(guān)的操作后，雖然可以濾出低頻高波數(shù)的面波能量，然而對于低頻低波數(shù)的面波與有效波的混合信號仍然無法實現(xiàn)分離。基于此，本發(fā)明利用地震信號中普遍存在的頻間形態(tài)相似性，利用高信噪比部分進行約束，對低信噪比的低頻有效信號進行重構(gòu)，從而實現(xiàn)對低頻低波數(shù)部分混合信號中的面波的消除。

發(fā)明目的

本發(fā)明目的是實現(xiàn)一種基于頻間相似性的低頻重構(gòu)方法，用于陸上地震資料中面波干擾的消除。本發(fā)明主要利用了地震信號中存在的頻間相似性，即不同頻帶之間在時空域中的同相軸形態(tài)的一致性，基于高信噪比頻帶分量所攜帶的形態(tài)信息，對低頻有效信號進行重構(gòu)，消除面波干擾，并將重構(gòu)后的低頻有效信號與其他不含面波的頻帶成分進行疊加，得到無面波干擾的地震數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種基于頻間相似性低頻重構(gòu)的面波干擾消除方法，包括以下步驟：

步驟1：對輸入含面波干擾地震數(shù)據(jù)進行f-k傾角濾波預(yù)處理，濾除掉面波與有效信號在f-k域不重疊的部分，僅剩余面波在低頻低波數(shù)位置的殘留，所述f-k指頻率-波數(shù)；

步驟2：利用低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器，將預(yù)處理后的結(jié)果分為高中低三個頻帶，僅低頻部分含有面波干擾；

步驟3：對于中頻部分，利用基于希爾伯特變換的方法合成偽低頻信號，其中，偽低頻信號可以保持中頻部分的反射波有效信號的空間形態(tài)特征；

步驟4：利用稀疏編碼SC的方法，從偽低頻信號中獲得含有形態(tài)特征的低頻有效信號字典；

步驟5：基于獲得的低頻有效信號字典，對含有面波干擾殘留的低頻混合信號中的有效信號低頻部分進行魯棒重構(gòu)。得到重構(gòu)后的低頻有效信號；

步驟6：將中頻和高頻部分以及重構(gòu)的低頻有效信號相結(jié)合，形成重構(gòu)的全頻帶有效信號；

步驟7：從原始數(shù)據(jù)中獲得面波的最大視速度，利用面波的最大視速度的限制生成時空域速度掩模，小于面波最大視速度的部分掩模值為1，其余為0；利用速度掩模將含面波區(qū)域的全頻帶重構(gòu)結(jié)果取出，并與不含有面波區(qū)域的原始輸入數(shù)據(jù)相結(jié)合，組成最終面波消除輸出結(jié)果。