双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环方法压制多次波模型构建方法技术

本发明专利技术提供了双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波的模型构建方法。读入原始浅剖数据后，分别利用预测反褶积和反馈循环法处理，并进行双曲Radon变换；构建自适应滤波器，当其输出值Fm(τ,h)近似为0时，认为还存在有效反射波，则需返回再迭代处理，直至Fm(τ,h)约等于1，结束迭代处理；在双曲Radon域中对多次波能量模型进行反Radon变换；用原始浅地层剖面数据减去多次波模型数据，最终获得多次波压制后的高可靠性浅地层剖面数据。本发明专利技术既能有效压制自由界面多次波和层间多次波，又不能损伤有效波，实现多次波与一次波的有效分离，为后期的海底地下介质解读提供更可靠的依据。

【技术实现步骤摘要】
双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环方法压制多次波模型构建方法
本专利技术涉及海洋地质工程领域，特别涉及双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环方法压制浅地层多次波模型构建方法。
技术介绍
由于受到测量方式和海底浅地层沉积物结构的复杂性影响，浅地层剖面仪(浅剖)换能器接收阵不可避免地会接收到一些来自海面和浅地层层间的多次反射波，给浅地层有效一次波分离带来了困难，也严重地影响了浅地层成像的真实性和可靠性，进而误导了后期的浅地层底质解释。目前压制多次波的方法主要有两类：一类为基于有效波与多次波特征和性质之间差异的滤波方法，此类包括预测反褶积、FK变换、Radon变换等(FosterandMosher,1992；YilmazandTaner,1994)；另一类为基于波动理论的预测相减法，此类包括波场外推法、反馈循环法、反散射级数法等(MorleyandClaerbout,1983；Wegleinetal.,1997)。预测反褶积原理是根据多次波具有周期性而一次波不具备周期性的差异分离出来的，适用于具有较大正速度梯度的介质，具有算法简单、计算成本低的特点。Taner提出线性Radon域预测反褶积方法，提高了压制中远偏移距多次波的能力，之后又将单道预测反褶积发展到二维，利用相邻地震道与不同滤波因子的褶积预测一次波，增加了对地层横向变化的适应能力(宋家文etal.,2014)。Lokshtanov证实线性Radon域预测反褶积也能够有效衰减多次波(Lokshtanov,1995；1999)。赵昌垒等分析了线性Radon预测反褶积的参数选取与适用性问题，并对南海深水地震资料多次波压制取得一定的效果(赵昌垒etal.,2013)。Verschuur和Berkhout提出压制多次波的反馈循环法，整个预测过程无需知道宏观速度场，从而增加了预测方法的适应性。随后两人又基于反馈模型理论提出2D级数展开压制表面多次波算法，后面发展提升了该理论，在无需对多个预测项求和的情况下，基于反馈模型理论提出迭代压制表面多次波算法，在某种程度上提高了计算精度(Verschuur,1992；Verschuuretal.,1995；BerkhoutandVerschuur,1997；VerschuurandBerkhout,1997；Berkhout,1999)。基于该思想，Kelamis、Wang、VanGroenestjin等先后对基于反馈循环法理论和应用进行了有益的完善和改进(KelamisandVerschuur,2000；Wang,2004；2007；VanGroenestijnandVerschuur,2009a；VanGroenestijnandVerschuur,2009b)。Radon变换压制多次波方法来源于Ryu提出的速度滤波概念，当多次波和一次波存在速度差时，多次波能量与一次波能量成像至不同的速度空间，在速度空间里，可将一次波和多次波分离。薛亚茹提出一种基于Radon变换和正交多项式变换的多方向正交多项式变换压制多次波方法，该方法仅用一个曲率参数便可描述同相轴剩余时差参数，较大地提高了一次波和多次波的剩余时间分辨率(薛亚茹etal.,2012)。巩向博针对在速度各异及长偏距情况下，地震数据在Radon域内能量仍不收敛的问题，提出了各向异性Radon变换压制多次波方法，推导了由偏移距、慢度、非椭圆率三参数控制的积分曲线正反变换公式，避免了时间域稀疏脉冲迭代反演中的大矩阵运算，保持了较高的精度，并提高了计算效率(巩向博etal.,2014)。然而，根据上面的描述，现有技术存在以下缺陷：(1)当浅地层的声波速度逆转或者横向速度变换剧烈时，预测反褶积未能有效压制多次波，甚至会损伤有效波；(2)反馈循环法在消除多次波时需要获知已知发射换能器的子波和地下介质结构，而地下介质结构往往较难准确获取，从而影响到是否精准预测并消除多次波；以及(3)Radon变换不适用于非水平均匀层状介质产生的多次波压制，以及对微屈多次波压制效果较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在全面分析预测反褶积法、反馈循环法和Radon变化方法优缺点的基础上，结合获取的浅地层剖面数据特点，提供一种双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波的模型构建方法，实现多次波与一次波的有效分离，为后期的海底地下介质解读提供更可靠的数据。为实现上述专利技术目的，本专利技术要解决的技术问题包括如下几个方面：(1)同时分别运用反馈循环法和预测反褶积法预测多次波，再将两者预测的多次波成分和预测误差进行双曲Radon变换。(2)针对预测反褶积预测误差中包含有效反射波和未彻底压制的长周期多次波，设计自适应滤波器，将有效反射波区域切除，保留多次波能量。(3)当自适应滤波器输出值Fm(τ,h)近似为0时，认为还存在有效反射波，则需返回再迭代处理，直至Fm(τ,h)约等于1，结束迭代处理。之后，结合两种方法获得的多次波道数据模型，获得双曲Radon域统一的多次波数据模型，再通过反双曲Radon变换，最后从原始浅剖数据减去多次波数据即可完成多次波的综合压制过程。为此，本专利技术提供的双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波的模型构建方法，包括以下步骤：(1)读入原始浅地层剖面数据，首先分别运用预测反褶积和反馈循环方法预测多次波成分；(2)对以上两种方法预测的多次波进行双曲Radon变换；(3)针对预测反褶积预测误差中仍然存在长周期多次波，构建自适应滤波器，滤除一次有效波，进而获得运用两种方法之后的双曲Radon域多次波能量模型；(4)当自适应滤波器输出值Fm(τ,h)近似为0时，认为还存在有效反射波，则需返回再迭代处理，直至Fm(τ,h)约等于1，结束迭代处理。(5)在双曲Radon域中对多次波能量模型进行反Radon变换；(6)用原始浅地层剖面数据减去多次波模型数据，最终获得多次波压制后的高可靠性浅地层剖面数据。在本专利技术的一个实施例中，预测反褶积的数学模型为：在本专利技术的一个实施例中，反馈循环的数学模型为：在本专利技术的一个实施例中，双曲Radon变换的数学模型为：在本专利技术的一个实施例中，自适应滤波器的数学模型为：通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)针对浅海地区的浅地层剖面数据，由于受到海面自由波和海底浅地层层间多次波影响较严重，综合分析了预测反褶积法和反馈循环法的优缺点，利用两者的优势互补，提出一种双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波的模型构建方法。(2)设计出一种自适应滤波器，将预测反褶积预测误差中的有效波切除，进而得到成分更高的多次波能量模型，再利用原始数据减去多次波能量模型数据，最终达到有效压制多次波的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术特征，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的相关附图。图1是预测反褶积压制多次波的流程图；图2是预测反褶积和反馈循环综合压制多次波流程。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)读入原始浅地层剖面数据，首先分别运用预测反褶积和反馈循环方法预测多次波成分；(2)对以上两种方法预测的多次波成分进行双曲Radon变换；(3)针对预测反褶积预测误差中仍然存在长周期多次波，构建自适应滤波器，滤除一次有效波，进而获得运用两种方法之后的双曲Radon域多次波能量模型；(4)当自适应滤波器输出值Fm(τ,h)近似为0时，认为还存在有效反射波，则需返回再迭代处理，直至Fm(τ,h)约等于1，结束迭代处理；(5)在双曲Radon域中对多次波能量模型进行反Radon变换；(6)用原始浅地层剖面数据减去多次波模型数据，最终获得多次波压制后的高可靠性浅地层剖面数据。

【技术特征摘要】
1.双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)读入原始浅地层剖面数据，首先分别运用预测反褶积和反馈循环方法预测多次波成分；(2)对以上两种方法预测的多次波成分进行双曲Radon变换；(3)针对预测反褶积预测误差中仍然存在长周期多次波，构建自适应滤波器，滤除一次有效波，进而获得运用两种方法之后的双曲Radon域多次波能量模型；(4)当自适应滤波器输出值Fm(τ,h)近似为0时，认为还存在有效反射波，则需返回再迭代处理，直至Fm(τ,h)约等于1，结束迭代处理；(5)在双曲Radon域中对多次波能量模型进行反Radon变换；(6)用原始浅地层剖面数据减去多次波模型数据，最终获得多次波压制后的高可靠性浅地层剖面数据。2.如权利要求1所述的双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波模型构建方法，其特征在于，预测反褶积的数学模型为：

【专利技术属性】
技术研发人员：何林帮，邱振戈，杨彬，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31