一种主动降噪的地震数据采集方法技术

本发明专利技术公开了一种主动降噪的地震数据采集方法，包括以下步骤：在复杂地形上布设若干单点，在每个单点上放置一个主动降噪地震节点；在地震采集激发前，根据实际情况多次测量环境噪声，对环境噪声进行噪声特征分析，识别环境噪声；地震数据正式采集过程中，根据测量的环境噪声特征识别本次采集地震数据中的噪声信号，并生成反向噪声信号，在采集的地震数据中叠加反向噪声信号进行主动降噪；将降噪后的地震数据通过无线通信模块输出，作为该点地震台站采集的地震数据，并远程发送至控制台进行质量监控。本发明专利技术能够解决现有单点采集地震节点在复杂地区采集时无法进行野外组合而带来的低信噪比问题。来的低信噪比问题。来的低信噪比问题。

【技术实现步骤摘要】
一种主动降噪的地震数据采集方法


[0001]本专利技术涉及地震预测
，具体涉及一种主动降噪的地震数据采集方法。

技术介绍

[0002]地震勘探工业界在采集过程中使用炮点和检波点组合以消除相干噪声已经有比较长的历史了。从理论上讲，组合接收技术通过信号采集时单道内各只检波器之间进行规则噪声波压制，以提高地震资料信噪比。为了压制随机干扰，设计的组合点距要大于或等于相干半径，检波器组合使有效波能量得到加强，干扰波得到压制，资料信噪比得到提高。但是，因为干扰波和有效波频率是交差混叠的，组合接收压制干扰波的同时，也会降低有效波能量，尤其是高频部分受组合接收压制衰减严重。
[0003]另外，实际操作时，理论性的组合比较难适应野外噪声和地形的变化，并对组合当中的每个检波器产生了误差，地面耦合的不一致性和组内静校正的误差污染了地震数据。总之，组合形式越复杂，野外复杂地形情况下越难以开展，波场的采样误差就越大，同时使用多个检波器组合增加了野外成本。
[0004]目前业内开始尝试使用单个检波器采集地震数据，该种方法在难以展开检波器组合的复杂地形有一定适用性，但这种方法在降低布设难度和采集成本的同时，却导致了对地震干扰波的压制能力大幅降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种主动降噪的地震数据采集方法，以解决现有技术中的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0007]一种主动降噪的地震数据采集方法，包括以下步骤：
[0008]步骤100、在复杂地形上布设若干单点，在每个单点上放置单个用于主动降噪的地震节点设备；
[0009]步骤200、在地震采集激发前，所述地震节点设备根据实际情况多次测量环境噪声，并对测量的环境噪声进行噪声特征分析，统计环境噪声的特征参数；
[0010]步骤300、利用所述地震节点设备采集地震数据，根据测量的环境噪声特征参数识别本次采集的地震数据中的噪声信号，并生成噪声信号的反向噪声信号，将反向噪声信号与本次采集的地震数据叠加进行主动降噪；
[0011]步骤400、将降噪后的地震数据通过无线通信模块输出，作为该点地震台站采集的地震数据，并远程发送至控制台进行质量监控。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤200中，对测量的环境噪声进行噪声特征分析，以确定所述环境噪声中的随机噪声和规则噪声；
[0013]其中，所述规则噪声为具有一定主频和视速度的干扰波，所述随机噪声的主频和传播方向不固定。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤200中，在环境噪声炮集上，通过图像分割和边缘检测的方法，利用计算机自动区分随机噪声和规则噪声，对于区分出来的随机噪声和规则噪声分别进行噪声特征分析。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤200中，统计环境噪声的特征参数具体包括以下方法：
[0016]步骤201、生成多次采集的环境噪声的频谱图，并分析环境噪声的所述频谱图中的频率和振幅变化，以识别所述环境噪声中的规则噪声和随机噪声；
[0017]步骤202、利用贝叶斯统计系统计算所述随机噪声的均值和方差，并将随机噪声的均值和方差作为所述随机噪声的先验信息；
[0018]步骤203、记录所述规则噪声在所述频谱图的出现位置，统计所述规则噪声的主频和视速度。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，针对具有一定主频的规则噪声，通过自动扫描其主频，并记录其主频和位置信息；
[0020]针对具有一定视速度的规则噪声，在所述环境噪声的频谱图剖面上自动追踪噪声同相轴，扫描视速度，并记录其视速度和位置信息。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，在所述步骤300中，生成噪声信号的反向噪声信号包括：生成所述规则噪声的反向规则噪声信号，以及生成所述随机噪声的反向随机噪声信号；
[0022]将反向规则噪声信号和反向随机噪声信号与本次采集的地震数据叠加进行主动降噪，得到消除所述规则噪声和随机噪声的地震信号。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，生成所述随机噪声的反向随机噪声信号的具体实现步骤为：
[0024]以所述随机噪声的均值和方差为先验信息；
[0025]以本次采集的地震数据作为观测数据，所述地震数据为有效信号和环境噪声的叠加数据，并构建所述地震数据的似然函数，将所述地震数据简化为有效信号和随机信号之和；
[0026]将先验信息和似然函数相乘以构建后验概率分布函数，以所述后验概率分布函数作为目标函数来预测采集的地震数据中的随机噪声，并生成针对此次采集的地震数据的反向随机噪声信号。
[0027]作为本专利技术的一种优选方案，生成所述规则噪声的反向规则噪声信号的具体实现步骤为：
[0028]根据所述规则噪声在所述频谱图的出现位置，统计所述规则噪声的主频和视速度为检索参数，搜索本次采集的地震数据中的规则噪声，并追踪规则噪声；
[0029]生成识别的规则噪声的反向规则噪声信号。
[0030]作为本专利技术的一种优选方案，在本次采集的地震数据中先以位置信息作为索引来搜索所述规则噪声，然后通过主频和视速度信息对所述规则噪声进行自适应识别。
[0031]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0032]本专利技术提供了一种应用于复杂地形的地震单点采集节点，该节点能够针对野外环境噪声进行主动降噪，能够更好地对采集结果进行质量控制，并能够降低由于组合带来的采集施工成本，能够解决现有单点采集地震节点在复杂地区采集时无法进行野外组合，而
带来的低信噪比和无法有效开展质量控制的问题。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0034]图1为本专利技术实施例提供的地震数据采集方法的流程示意图。
[0035]图2为本专利技术实施例提供的地震节点设备的结构框图；
[0036]图3为本专利技术实施例提供的环境噪声压制过程的流程示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]实施例1
[0039]如图1所示，本专利技术提供了一种主动降噪的地震数据采集方法，现有利用单个检波器采集地震数据时，虽然降低布设难度和采集成本，但是导致了对地震干扰波的压制能力大幅降低。
[0040]本实施方式利用“反向降噪”原理，在地震数据采集之前，先采集布设环境的环境噪声，并识别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪的地震数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100、在复杂地形上布设若干单点，在每个单点上放置单个用于主动降噪的地震节点设备；步骤200、在地震采集激发前，所述地震节点设备根据实际情况多次测量环境噪声，并对测量的环境噪声进行噪声特征分析，统计环境噪声的特征参数；步骤300、利用所述地震节点设备采集地震数据，根据测量的环境噪声特征参数识别本次采集的地震数据中的噪声信号，并生成噪声信号的反向噪声信号，将反向噪声信号与本次采集的地震数据叠加进行主动降噪；步骤400、将降噪后的地震数据通过无线通信模块输出，作为该点地震台站采集的地震数据，并远程发送至控制台进行质量监控。2.根据权利要求1所述的一种主动降噪的地震数据采集方法，其特征在于，在步骤200中，对测量的环境噪声进行噪声特征分析，以确定所述环境噪声中的随机噪声和规则噪声；其中，所述规则噪声为具有一定主频和视速度的干扰波，所述随机噪声的主频和传播方向不固定。3.根据权利要求2所述的一种主动降噪的地震数据采集方法，其特征在于，在步骤200中，在环境噪声炮集上，通过图像分割和边缘检测的方法，利用计算机自动区分随机噪声和规则噪声，对于区分出来的随机噪声和规则噪声分别进行噪声特征分析。4.根据权利要求2所述的一种主动降噪的地震数据采集方法，其特征在于，在步骤200中，统计环境噪声的特征参数具体包括以下方法：步骤201、生成多次采集的环境噪声的频谱图，并分析环境噪声的所述频谱图中的频率和振幅变化，以识别所述环境噪声中的规则噪声和随机噪声；步骤202、利用贝叶斯统计系统计算所述随机噪声的均值和方差，并将随机噪声的均值和方差作为所述随机噪声的先验信息；步骤203、记录所述规则噪声在所述频谱图的出现位置，统计所述规则噪声的主频和视速度。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：田玉昆，杜治利，郝静，沈睿文，王大伟，高德程，陈英富，
申请(专利权)人：中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心，
类型：发明
国别省市：