基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法。本发明专利技术方法在shearlet域内进行极化分析，可以使得不同视速度的面波与反射波分布在不同的方向下，并且在各方向下进行极化分析，可以避免假频面波的干扰。本发明专利技术的方法对不同方向的shearlet系数采用不同的椭球率阈值，从而在反射波的方向上，椭球率阈值偏大，尽可能的保留反射波，而在面波的方向上椭球率阈值偏小，尽可能的滤除面波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震勘探领域，是地震数据处理的一个环节,具体为一种基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法。
技术介绍
在常规地震勘探中，面波是一种常见的规则干扰波，面波能量通常较强，它的存在严重降低了地震剖面的信噪比。低频、低视速度以及椭圆极化是面波的主要特性。据此，目前主要的面波压制的技术有：频率域滤波、视速度滤波、极化滤波。一、视速度滤波视速度滤波就是基于面波与有效反射波之间的视速度差异，将地震数据换到另外一个域内，然后在变换域内能够较方便地得到视速度信息，从而可以利用二者的差异进行滤波。FK变换是一种较常用的视速度滤波，将地震数据变换到FK域中，FK正反变换如式(1)和式(2)所示： D ( f , k ) = ∫ - ∞ + ∞ ∫ - ∞ + ∞ d ( t , x ) e - i f t - i k x d t d x - - - ( 1 ) ; ]]> d ( t , x ) = ∫ - ∞ + ∞ ∫ - ∞ + ∞ D ( f , k ) e i f t + i k x d f d k - - - ( 2 ) ; ]]>视速度可以表达为： v = f k - - - ( 3 ) ; ]]>则可以合理的对数据进行滤波；式(1)—(3)中，f为频率，k为波数。例如，如图1所示，一个二维地震数据，横向为偏移距(可以理解为空间域)，纵向为时间。可见地震数据内较为平缓的弧线为需要保留的有效信息，它的速度较大，因此可以在较短的时间传播到其它空间点上；而面波集中在中间部分，视觉上比较陡，这是因为它的速度比较小，因此在一定的时间只能传播到附近的空间点上。若对该地震数据进行FK变换，如图2所示，根据视速度的表达式(3)，底部弯折的线条视速度值较低，为需要滤除的面波部分，而中间的为需要保留的反射波部分。可见此时有效信息与面波的重叠相对于图1减少了不少，有利于二者的分离，但是稍微仔细的观察可以发现折叠的面波(底部弯折部分，该现象在地震勘探中称为假频)与有效波依然存在一些重叠，因此不能完全的将二者分离。对面波进行切除后的FK谱如图3所示，可见圈内仍有少部分面波残留，由于该部分与反射波重叠，因此无法完全去除。图4为滤波后的地震数据，大部分面波还是被滤除了，而少部分假频面波能量仍然残留，如图4中圆形区域内所示。上述例子可见，当面波存在假频(底部FK能量折叠)的时候，假频面波与反射波会存在重叠，因此在FK域无法将二者分离。滤波后会有如图4所示的假频面波的残留。二、极化滤波极化滤波目前已经发展到了时频域极化滤波，该方法不受假频面波的影响。1、极化滤波基本概念同一类型的地震波至引起质点的运动，其轨迹类似于椭球体。如图5，根据极化的概念，这个椭球的长轴v1即是粒子运动的极化方向。不同的波在空间的质点运动轨迹是不同的，利用多分量记录，在以t时刻为中心，时窗长度为T0的滑动时窗中构建协方差矩阵，计算出描述波的粒子运动轨迹的特征参数。利用这些参数可以设计出合适的极化滤波函数，保留那些满足特定要求的质点运动(葛勇，韩立国，韩文明，等.1996.极化分析研究及其在波场分离中的应用[J].长春地质学院学报，26(1)：83-88.黄中玉，高林，徐亦鸣，等.1996.三分量数据的偏振分析及其应用[J].石油物探，35(2)：10-16.)。极化滤波最早由Flinn提出的时间域固定时窗极化滤波(Flinn E A,1965,Signal analysis using rectilinearity and direction of particle motion[J].Proceedings of the IEEE.53(12):1874-1876)，发展到Diallo等人提出的时间域自适应极化滤波，再到后来Pinnegar、Diallo等人提出的时频域极化滤波。2、极化滤波计算式设s(t)为地震信号，选定分析时窗长度T0，则时窗内的协方差矩阵可由式(4)—(6)表达： M ( t ) = I x x ( t ) I x y ( t ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)Shearlet变换：采用Shearlet变换将地震数据分解为各尺度各方向上的Shearlet系数，2)极化分析：通过极化分析方法计算各尺度不同方向上的Shearlet系数的椭球率e，3)面波压制：对各尺度不同方向上的Shearlet系数采用不同的椭球率阈值e0进行滤波，以最大限度地保留反射波并最大限度地压制面波。

【技术特征摘要】
1.一种基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)Shearlet变换：采用Shearlet变换将地震数据分解为各尺度各方向上的Shearlet系数，2)极化分析：通过极化分析方法计算各尺度不同方向上的Shearlet系数的椭球率e，3)面波压制：对各尺度不同方向上的Shearlet系数采用不同的椭球率阈值e0进行滤波，以最大限度地保留反射波并最大限度地压制面波。2.如权利要求1所述的基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法，其特征在于：还包括步骤4)：对面波压制后的Shearlet系数进行反变换，获得滤波结果。3.如权利要求1所述的基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法，其特征在于：步骤3)中所述不同的椭球率阈值e0为：在反射波出现的方向上设定Shearlet系数的椭球率阈值e0＝e1，以最大限度地保留反射波；在只含有少量或者不含有反射波的方向上设定Shearlet系数的椭球率阈值e0＝e2，以最大限度地压制面波；且e1>e2,以在面波与反射波重叠的部分尽可能减少对反射波的损害。4.如权利要求3所述的基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法，其特征在于：所述反射波出现的方向为小于面波的临界角度的方向；所述只含有少量或者不含有反射波的方向为大于面波的临界角度的方向。5.如权利要求1所述的基于Shearlet域的极化滤波面波压制方法，其特征在于：所述滤波为滤除e＞e0的部分，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张致付，葛文，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11