本发明专利技术公开了地震初至波自动拾取方法、装置、介质及电子设备，该方法包括：获取地震波形数据及时间序列；基于地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在时间序列中的时间范围；对时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图；基于持久性关系图，获得地震初至波位置。本发明专利技术的基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法先计算判断初至波的大概位置，然后将预判发生初至的地震波形转换成点云时间序列，获得点云时间序列的持久性关系图，根据持久性关系图确定地震初至波位置，使用拓扑数据分析方法识别地震初至波，拾取速度快，且准确度高。且准确度高。且准确度高。
【技术实现步骤摘要】
地震初至波自动拾取方法、装置、介质及电子设备
[0001]本专利技术属于地震信号处理领域，具体涉及一种基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法、装置、介质及电子设备。
技术介绍
[0002]地震学研究中的波至时间拾取是基础而又关键的环节，其拾取速度和精度直接影响其在地震精确定位、震相识别、震源机制及破裂过程、地震勘探以及地震层析成像中的应用效率和精度。目前，可以进行自动初至波拾取的方法有很多，但介于地震信号信噪比低、初动不明显及噪声与地震信号频率相近时等因素，导致初至波自动拾取的效果通常都不理想。
[0003]现有识别技术中，时窗能量比法和时窗振幅比法，这类方法效率高，但时窗长度对拾取精度有较大影响；神经网络、分型分维拾取方法，方法复杂，实现难度大，且拾取速度较慢；综合分析方法是目前精度较高、一致性较好的一种方法，但通常比较耗时。
[0004]因此，需要一种拾取速度快且准确度高的地震初至波识别方法，以保证油气勘探的正常进行。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提出一种拾取速度快且准确度高的地震初至波识别方法。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法，包括：获取地震波形数据及时间序列；基于所述地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在所述时间序列中的时间范围；对所述时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图；基于所述持久性关系图，获得地震初至波位置。
[0007]可选的，所述基于所述地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在所述时间序列中的范围包括：将所述时间序列划分为多个时窗；针对所述时间序列中的每个时间点，通过能量比法计算所述时间点后面的多个时窗的地震数据与所述时间点处前面的全部时窗的地震数据的能量比；当所述能量比大于预设阈值时，则确定所述时间点后面的时间序列为地震初至波在所述时间序列中的时间范围。
[0008]可选的，所述对所述时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图包括：将所述时间范围内的时间序列转换为点云时间序列；基于所述点云时间序列，获得持久性关系图。
[0009]可选的，所述将所述时间范围内的时间序列转换为点云时间序列包括：将所述时间范围内的时间序列中的每个时间点的数据通过欧氏空间转换为向量；基于转换后的每个时间点对应的向量，获得每个时间点对应的点云；基于所述每个时间对应的点云，获得点云时间序列。
[0010]可选的，通过下述公式获得每个时间点对应的点云：
[0011][0012]其中，Yt
i
为时间序列中第i个点的点云，yt
i
为时间序列中第i个点的向量，yt
i
，d为维数，τ为时间间隔。
[0013]可选的，所述基于点云时间序列，获得持久性关系图包括：基于时间范围内的点云时间序列，采用持续同调方法获得点云时间序列中每个点云的持久性关系图。
[0014]可选的，所述基于所述持久性关系图，获得地震初至波位置包括：从每个点云的持久性关系图中，提取每个点云的拓扑特征最大值；获取全部点云拓扑特征最大值中的最大值，将所述最大值的点云对应的时间点作为地震初至波位置。
[0015]第二方面，本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现上述基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法。
[0016]第三方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法。
[0017]第四方面，本专利技术还提供一种基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取装置，包括：数据获取模块，获取地震波形数据及时间序列；地震初至波范围确定模块，基于所述地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在所述时间序列中的时间范围；持久性关系图获取模块，对所述时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图；地震初至波位置确定模块，基于所述持久性关系图，获得地震初至波位置。
[0018]可选的，所述基于所述地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在所述时间序列中的范围包括：将所述时间序列划分为多个时窗；针对所述时间序列中的每个时间点，通过能量比法计算所述时间点后面的多个时窗的地震数据与所述时间点处前面的全部时窗的地震数据的能量比；当所述能量比大于预设阈值时，则确定所述时间点后面的时间序列为地震初至波在所述时间序列中的时间范围。
[0019]可选的，所述对所述时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图包括：将所述时间范围内的时间序列转换为点云时间序列；基于所述点云时间序列，获得持久性关系图。
[0020]可选的，所述将所述时间范围内的时间序列转换为点云时间序列包括：将所述时间范围内的时间序列中的每个时间点的数据通过欧氏空间转换为向量；基于转换后的每个时间点对应的向量，获得每个时间点对应的点云；基于所述每个时间对应的点云，获得点云时间序列。
[0021]可选的，通过下述公式获得每个时间点对应的点云：
[0022][0023]其中，Yt
i
为时间序列中第i个点的点云，yt
i
为时间序列中第i个点的向量，yt
i
，d为维数，τ为时间间隔。
[0024]可选的，所述基于点云时间序列，获得持久性关系图包括：基于时间范围内的点云时间序列，采用持续同调方法获得点云时间序列中每个点云的持久性关系图。
[0025]可选的，所述基于所述持久性关系图，获得地震初至波位置包括：从每个点云的持久性关系图中，提取每个点云的拓扑特征最大值；获取全部点云拓扑特征最大值中的最大值，将所述最大值的点云对应的时间点作为地震初至波位置。
[0026]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法先计算判断初至波的大概位置，然后将预判发生初至的地震波形转换成点云时间序列，获得点云时间序列的持久性关系图，根据持久性关系图确定地震初至波位置，使用拓扑数据分析方法识别地震初至波，拾取速度快，且准确度高。
[0027]本专利技术具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0028]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0029]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的一种基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法的流程图。
[0030]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的一种基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取装置的框图。
[0031]附图标记说明
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法，其特征在于，包括：获取地震波形数据及时间序列；基于所述地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在所述时间序列中的时间范围；对所述时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图；基于所述持久性关系图，获得地震初至波位置。2.根据权利要求1所述的基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法，其特征在于，所述基于所述地震波形数据及时间序列，获取地震初至波在所述时间序列中的范围包括：将所述时间序列划分为多个时窗；针对所述时间序列中的每个时间点，通过能量比法计算所述时间点后面的多个时窗的地震数据与所述时间点处前面的全部时窗的地震数据的能量比；当所述能量比大于预设阈值时，则确定所述时间点后面的时间序列为地震初至波在所述时间序列中的时间范围。3.根据权利要求1所述的基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法，其特征在于，所述对所述时间范围内的时间序列进行拓扑数据分析，获得持久性关系图包括：将所述时间范围内的时间序列转换为点云时间序列；基于所述点云时间序列，获得持久性关系图。4.根据权利要求3所述的基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法，其特征在于，所述将所述时间范围内的时间序列转换为点云时间序列包括：将所述时间范围内的时间序列中的每个时间点的数据通过欧氏空间转换为向量；基于转换后的每个时间点对应的向量，获得每个时间点对应的点云；基于所述每个时间对应的点云，获得点云时间序列。5.根据权利要求4所述的基于拓扑数据分析的地震初至波自动拾取方法，其特征在于，通过下述公式获得每个时间点对应的点云：其中，Yt
i
为时间序列...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟黎歌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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