The invention provides a method for automatically identifying and suppressing single-frequency interference of seismic data with high accuracy, including input of original seismic data, derivation operation of deep seismic signals to obtain the spectrum of seismic signal derivatives, and superimposition processing; identification of single-frequency interference on the spectrum according to the defined single-frequency interference discrimination criterion, and reconstruction of single-frequency interference as the initial frequency; The jamming signal is obtained by derivation of the constructed objective function; the normalized cross-correlation function converted by the objective function is calculated, and the maximum frequency corresponding to the cross-correlation function is determined as the optimal frequency of single-frequency jamming; the frequency and amplitude of single-frequency jamming are substituted into the sine-cosine function formula to obtain the reconstructed single-frequency jamming signal and subtract the reconstructed single-frequency jamming signal from the original seismic data. Single-frequency interference signal, complete the suppression of single-frequency interference. The method provided by the invention can automatically identify and suppress the single frequency interference in seismic data, and can achieve the effect of fidelity and denoising.
【技术实现步骤摘要】
一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法
本专利技术涉及一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰波的方法，尤其适用于消除地震数据中多个不同频率的单频干扰信号。
技术介绍
单频干扰(又称为谐波干扰、工频干扰)是地震勘探中一种典型的干扰波，具有振幅固定、频率单一的特点。单频干扰产生于野外地震数据采集阶段，其产生机制：(1)当检波器附近存在高压输电线时，检波器会受到工业交流电产生的50Hz电磁场干扰，以及100Hz或150Hz等频率的伴随电磁场干扰；(2)当检波器附近存在频率固定的震源时(如停滞态汽车、匀速转动的马达、工作的发电机等)，检波器会受到单一频率的机械震动干扰；(3)当连接检波器的电缆漏电时，检波器也会记录下50Hz的电流信号干扰。与其它干扰波相比，单频干扰分布范围广，一般贯穿于整个地震道记录，而且深部数据中单频干扰的振幅明显大于有效反射信号的振幅，有效反射信号往往被单频干扰淹没，从而严重降低地震数据的信噪比。因此，消除单频干扰波已成为地震数据处理中的重要环节。目前，国内外地球物理学者已研究出多种单频干扰波识别和压制方法，如陷频滤波法、带通滤波均方根能量...
【技术保护点】
1.一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，输入原始地震数据，选取2s以下数据进行n阶求导，利用傅氏变换将求导信号转换到频率域，得到原来单频干扰振幅4倍以上的频谱；S2，对得到的频谱进行叠加处理，消除锯齿状振幅起伏现象对单频干扰识别的影响；S3，根据单频干扰的凸起频率振幅特征定义单频干扰判别准则，根据判别准则在频谱上一次性识别出所有单频干扰，并将单频干扰对应的频率作为后续计算的初始频率；S4，利用正余弦函数逼近法重构单频干扰信号，将原始地震信号与重构单频干扰信号差的平方求和定义为目标函数，对目标函数求导得到单频干扰的振幅；S5，将定义...
【技术特征摘要】
1.一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，输入原始地震数据，选取2s以下数据进行n阶求导，利用傅氏变换将求导信号转换到频率域，得到原来单频干扰振幅4倍以上的频谱；S2，对得到的频谱进行叠加处理，消除锯齿状振幅起伏现象对单频干扰识别的影响；S3，根据单频干扰的凸起频率振幅特征定义单频干扰判别准则，根据判别准则在频谱上一次性识别出所有单频干扰，并将单频干扰对应的频率作为后续计算的初始频率；S4，利用正余弦函数逼近法重构单频干扰信号，将原始地震信号与重构单频干扰信号差的平方求和定义为目标函数，对目标函数求导得到单频干扰的振幅；S5，将定义的目标函数转换为原始地震信号与重构单频干扰的归一化互相关函数，采用频率折半逼近算法进行频率扫描，得到多个互相关函数值，将其极大值对应的频率视为单频干扰的最佳频率；S6，将单频干扰频率及用其计算的振幅代入正余弦函数公式，得到重构的单频干扰信号；S7，从原始地震数据中减去重构的单频干扰信号，获得无单频干扰的地震数据，完成消除单频干扰处理工作。2.根据权利要求1所述的一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，地震信号为离散时间序列，根据下面公式计算离散地震信号的n阶导数：公式(1-1)中XT表示原始地震信号，(XT)′表示一阶求导信号，i表示采样点号，N表示采样点总数；根据上述公式，把一阶求导信号作为原始信号再次求导，可得到二阶求导函数；依此类推，最终得到n阶求导函数(XT)(n)。3.根据权利要求2所述的一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，根据下述变换公式得到地震数据导数的频谱：F[(XT)(n)]＝(iω)nF(ω)(1-2)其中，(XT)(n)为地震信号的n阶导数，F[·]表示傅氏变换符号，ω为数字频率，F(ω)为幅度函数。4.根据权利要求3所述的一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，对地震数据导数的频谱进行叠加平滑处理，以消除锯齿状振幅起伏现象对单频干扰识别的影响。5.根据权利要求4所述的一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，根据下述公式进行频谱叠加处理，获得振幅平滑后的频谱：对所选取的原始地震数据求导后得到采样点总数为K的地震信号，从该信号中分段连续截取N个样点，通过傅氏变换得到的第i段频谱为：Fi(n)1≤n≤N且N≤K(1-3)其中，i表示截取的起始样点，其取值范围为1≤i≤K+1-N，F1(n)表示[1，N]范围内的样点计算得到的频谱，F5(n)表示[5，4+N]范围内的样点计算得到频谱。将所有分段频谱按照下述公式进行叠加处理，可获得振幅平滑后的频谱：6.根据权利要求1所述的一种高精度自动识别和压制地震数据单频干扰的方法，其特征在于，根据下面公式定义单频干扰判别准则：已知采样率为F，样点数为N的一段地震信号的导数进行快速傅氏变换，将获得的N个复数点取模，即得到各复数点对应的振幅，记为：A(n)1≤n≤N(1-5)如果振幅A(n)满足下面不等式：A(n-1)＜A(n)，且A(n)＞A(n+1)1＜n＜N(1-6)则将其对应的频率定义为凸起频率，并将每个凸起频率对应的振幅标记为P(i)，凸起频率总数记为H；如果P(i)满足下面不等式：P(i-1)＜P(i)，P(i)＞P(i+1)1＜i＜H(1-7)则其对应频率的信号被判定为疑似干扰；若第j个疑似干扰频率的振幅P(j)使下面不等式成立，则疑似干扰即被判定为单频干扰；不等式(1-8)表示疑似干扰对应的振幅与周边4个凸起频率对应振幅的均值做比，如果比值大于设定的阈值M，则疑似干扰被确定为单频...
【专利技术属性】
技术研发人员：苑益军，周世昌，唐传章，
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
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