[發明專利]寬頻帶頻散曲線提取方法、裝置

有效

• 申請號: 202010978546.X
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112083487B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 李俊倫;鄧寶;沈長明;劉江山;高級
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

一種寬頻帶頻散曲線提取方法，包括：利用密集線性臺陣內的各臺站采集地震面波數據，分別以密集臺陣內的各個臺站為中心臺站，將密集臺陣按一定孔徑劃分為多個陣內臺站和多個陣外臺站，基于與各中心臺站對應的多個陣內臺站采集的地震面波數據，計算陣內相移頻散能量，以及，基于全部臺站采集的地震面波數據，計算陣外相移頻散能量，提取出對應的陣內頻散曲線和陣外頻散曲線，給各中心臺站對應的陣內頻散曲線和陣外頻散曲線在各頻率點分別分配權重，并進行加權疊加計算，使陣內頻散曲線和陣外頻散曲線融合為一條寬頻帶頻散曲線。本公開提供的方法有效改善了地震背景噪聲中低頻面波的頻散能量的質量，為更容易的提取出寬頻帶頻散曲線創造了有利條件。

技術領域

本公開涉及地震背景噪聲成像技術領域，尤其涉及一種寬頻帶頻散曲線提取方法、裝置。

背景技術

地震背景噪聲可用來獲取地下結構的速度信息，其中面波能量占據地表地震記錄的70％以上，通過提取臺陣下方的面波頻散曲線可以反演得到橫波速度結構。頻散曲線提取是背景噪聲面波勘探中最基礎、最重要的環節，頻散曲線中的信息量直接影響勘探的最終結果。其中，頻散曲線中的高頻頻散信息能夠用于反演更精細的淺層地下結構，而頻散曲線中的低頻頻散信息能夠用于反演更深部的地下結構。然而，高頻和低頻頻散曲線的獲取之間存在著矛盾，同時提取低頻頻散曲線和高頻頻散曲線提取較為困難。

Park等人(Imaging dispersion curves of surface waves on multi-channelrecord，SEG Technical Program Expanded Abstracts，1998)提出的主動源相移法被廣泛應用于提取十幾Hz以上的高頻頻散曲線，通常只能約束到距離地表30m以淺的范圍內；Park等人(Multichannel Analysis of Passive Surface Waves-Modeling and ProcessingSchemes，Site Characterization and Modeling，2005)后來對主動源相移法進行了拓展，通過布設“十”字正交型臺陣使其具備處理被動源地震記錄的能力，可提取出更低的頻率，約數Hz；Cheng等人(Multichannel analysis of passive surface waves based oncross-correlations，Geophysics，2016)在該方法中引入互相關函數，使表達式和計算更為簡練，并且不再依賴于“十”字臺陣布設，提高了相移法的實際應用范圍。但目前被動源相移法想要突破到1Hz以下依然是非常困難的。然而淺地表勘探對有效探測深度的要求越來越高，甚至達到了公里級，傳統的淺地表面波勘探技術不再能滿足新的發展需要。因此，需要一種新的頻散提取方法獲取更寬頻帶的頻散曲線，以實現對地下結構由淺至深的精細刻畫。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種寬頻帶頻散曲線提取方法，應用于密集線性臺陣，包括：利用所述密集線性臺陣內的各臺站采集地震面波數據；分別以所述密集臺陣內的各個臺站為中心臺站，將所述密集臺陣按一定半徑劃分為多個陣內臺站和多個陣外臺站；基于各所述中心臺站對應的多個陣內臺站采集的地震面波數據，計算各所述中心臺站對應的陣內相移頻散能量，以及，基于全部臺站采集的地震面波數據，計算各所述中心臺站對應的陣外相移頻散能量；根據各所述中心臺站對應的所述陣內相移頻散能量和所述陣外相移頻散能量，提取出對應的陣內頻散曲線和陣外頻散曲線；給各所述中心臺站對應的所述陣內頻散曲線和所述陣外頻散曲線在各頻率點分別分配權重，并進行加權疊加計算，使所述陣內頻散曲線和所述陣外頻散曲線融合為一條寬頻帶頻散曲線。

可選的，所述利用所述密集線性臺陣內的各臺站采集地震面波數據之后，方法還包括：對所述地震面波數據分別進行單道預處理。

可選的，所述分別以所述密集臺陣內的各個臺站為中心臺站，將所述密集臺陣按一定半徑劃分為多個陣內臺站和多個陣外臺站包括：若所述密集線性臺陣為臺間距為d的N個臺站組成，當以第n個臺站為中心臺站時，以r＝md為半徑作圓，所述圓內部的多個臺站為所述多個陣內臺站，所述圓外部的多個臺站成為所述多個陣外臺站，n＝1，…，N。