一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法、电子设备及存储介质技术

一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法、电子设备及存储介质，属于地震勘探技术领域。为解决现有插值算法进行抗假频插值不准确的问题。本发明专利技术获取二维地震数据；利用动态时间规整方法对得到的地震数据中相邻两列地震数据进行匹配，得到相邻两列地震数据的匹配结果数据；根据相邻两列地震数据的匹配结果数据计算局部斜率；根据局部斜率在局部方向进行方向线性插值；遍历所有相邻两列地震数据进行方向线性插值，得到重构的地震数据。本发明专利技术有效的利用原始数据的信息和结构特征，进而提高了插值的准确性和地震数据的重构效果。在对地震数据进行插值时，借助于所计算出的方向信息，能够有效的控制插值的方向，从而达到很好的抗假频效果。的抗假频效果。的抗假频效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术属于地震勘探
，具体涉及一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，随着国家经济建设的日益增长，对能源的需求量也是越来越大，特别是石油、天然气等资源的开采都离不开勘探物理学。而在野外勘探油气资源工作中，地震勘探一直发挥着极其重要的作用。但是，随着野外的环境和地质条件正在变得越来越复杂，导致地震采集工作越来越困难。由于自然环境和经济成本的约束，采集到的数据往往会出现不规则或规则缺失的现象，得到的频谱图中出现不同程度的空间假频现象，一般不规则缺失的数据转换到频域引起的假频信息转化为低幅值不相干的随机噪声，可通过设置阈值和稀疏迭代的方法进行消除。但是，规则缺失数据在频域中产生的假频是与真实频谱相近的，很难辨别出现真实频谱信息，一般的插值算法很难压制这类假频的干扰。这种假频现象会严重降低地震剖面图的分辨率，同时影响着地震后续处理工作，所以如何有效的进行抗假频插值尤其重要。
[0003]传统的插值算法如基于滤波器的方法，此类方法的原理是根据线性同向轴在f
‑
k域中具有可预测这一性质，从低频信号中取出具有高频成分的滤波算子来实现地震数据的重构，比较常用的方法有Spitz方法。但此类方法都是基于线性同相轴假设，对于弯曲同相轴其抗假频效果欠佳，在实际的复杂数据插值中更是无法起到抗假频的效果。对于弯曲同相轴地震数据目前大都是基于Curvelet变换作为稀疏算子，并结合凸集投影算法来进行插值重构，但此方法在规则采样数据中其抗假频效果并不好，不能有效区分真实频谱与假频信息，同样也无法在实际数据中应用。
[0004]近年来，动态规划相关的算法在语音识别、模块匹配等领域广泛应用。借助于动态规划，该模型在数据的匹配上具有显著优势。而在地震数据插值技术中，现有的算法缺乏对数据抗假频插值的能力，能够适用于实际数据抗假频插值算法的研究是有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的问题是现有插值算法进行抗假频插值不准确的问题，提供一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法、电子设备及存储介质。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法，包括如下步骤：
[0008]S1、获取规则采样的二维地震数据；
[0009]S2、利用动态时间规整方法对步骤S1得到的地震数据中相邻两列地震数据进行匹配，得到相邻两列地震数据的匹配结果数据；
[0010]S3、根据步骤S2得到的相邻两列地震数据的匹配结果数据计算局部斜率；
[0011]S4、根据步骤S3得到的局部斜率在局部方向进行方向线性插值；
[0012]S5、重复步骤S1
‑
S4，遍历所有相邻两列地震数据进行方向线性插值，得到重构的地震数据。
[0013]进一步的，步骤S2的具体实现方法包括如下步骤：
[0014]S2.1、设置步骤S1得到的地震数据中相邻两列地震数据为两个一维地震道的时间序列s＝[s1,s2,...s
n
]∈R
n
，t＝[t1,t2,...,t
n
]∈R
n
，其中n为地震数据的采样点的个数；
[0015]S2.2、设置p为一维地震道的时间序列s和一维地震道的时间序列t之间的匹配点序列，匹配公式为：
[0016]p＝{p(1)＝(a1,b1),p(2)＝(a2,b2),...,p(k)＝(a
k
,b
k
),...,p(n)＝(a
n
,b
n
)}
[0017]其中，(a
k
,b
k
)表示s序列中的点和t序列中的点相匹配，a
k
,b
k
为1,...n中的任意一个数，k＝1,...,n；
[0018]S2.3、利用动态时间规整方法对s和t进行匹配求解，输出两个序列的匹配结果，假设d为点和点间的距离，动态时间规整方法的模型表达式D(s,t,p)为：
[0019][0020]S2.4、对于所有的1≤i≤n和1≤j≤n构建值的DTW表格，其中i是行位置，j是列位置，表示(s1,...,s
i
)和(t1,...,t
j
)在DTW约束下的匹配值；
[0021]S2.5、设置动态时间规整方法的模型约束条件，然后在约束条件下进行最小化求解，得到最优匹配值
[0022]S2.6、根据步骤S2.5得到的最优匹配值在步骤S2.4构建的DTW表格中进行反向追踪，通过回溯处理得到最优匹配结果p
*
，计算公式如下：
[0023][0024]进一步的，步骤S2.5的动态时间规整方法的模型约束条件为：
[0025]S2.5.1、边界约束：p(1)＝(1,1)，p(n)＝(n,n)，则有s序列和t序列的a1＝b1＝1，a
n
＝b
n
＝n；
[0026]S2.5.2、单调性约束：设置p(k)＝(a
k
,b
k
)，p(k+1)＝(a
k+1
,b
k+1
)，则有
[0027][0028]S2.5.3、步长约束：设置p(k)＝(a
k
,b
k
),p(k+1)＝(a
k+1
,b
k+1
),则有：
[0029][0030]表示在匹配过程中，每次匹配一个时间步。
[0031]进一步的，步骤S3的计算公式为：
[0032][0033]其中，q(k)为s序列中的点和t序列中的点间的斜率，Δx为地震数据的道间距。
[0034]进一步的，步骤S4的根据步骤S3得到的局部斜率在在两列地震数据之间局部方向进行沿着斜率方向的插值，插值公式为：
[0035]o(i)＝(s
(i+q(i)
·
Δx)/2
+t
(i
‑
q(i)
·
Δx)/2
)/2
[0036]其中，o(i)为插值后的i点的地震数据，s
(i+q(i)
·
Δx)/2
为s序列中的第(i+q(i)
·
Δx)/2个点，t
(i
‑
q(i)
·
Δx)/2
为t序列中的第(i
‑
q(i)
·
Δx)/2个点。
[0037]电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法的步骤。
[0038]计算机可读存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、获取规则采样的二维地震数据；S2、利用动态时间规整方法对步骤S1得到的地震数据中相邻两列地震数据进行匹配，得到相邻两列地震数据的匹配结果数据；S3、根据步骤S2得到的相邻两列地震数据的匹配结果数据计算局部斜率；S4、根据步骤S3得到的局部斜率在局部方向进行方向线性插值；S5、重复步骤S1
‑
S4，遍历所有相邻两列地震数据进行方向线性插值，得到重构的地震数据。2.根据权利要求1所述的一种基于动态匹配的抗假频地震数据插值方法，其特征在于：步骤S2的具体实现方法包括如下步骤：S2.1、设置步骤S1得到的地震数据中相邻两列地震数据为两个一维地震道的时间序列s＝[s1,s2,...s
n
]∈R
n
，t＝[t1,t2,...,t
n
]∈R
n
，其中n为地震数据的采样点的个数；S2.2、设置p为一维地震道的时间序列s和一维地震道的时间序列t之间的匹配点序列，匹配公式为：p＝{p(1)＝(a1,b1),p(2)＝(a2,b2),...,p(k)＝(a
k
,b
k
),...,p(n)＝(a
n
,b
n
)}其中，(a
k
,b
k
)表示s序列中的点和t序列中的点相匹配，a
k
,b
k
为1,...n中的任意一个数，k＝1,...,n；S2.3、利用动态时间规整方法对s和t进行匹配求解，输出两个序列的匹配结果，假设d为点和点间的距离，动态时间规整方法的模型表达式D(s,t,p)为：S2.4、对于所有的1≤i≤n和1≤j≤n构建值的DTW表格，其中i是行位置，j是列位置，表示(s1,...,s
i
)和(t1,...,t
j
)在DTW约束下的匹配值；S2.5、设置动态时间规整方法的模型约束条件，然后在约束条件下进行最小化求解，得到最优匹配值S2.6、根据步骤S2.5得到的最优匹配值在步骤S2.4构建的DTW表格中进行反向追踪，通过回溯处理得到最优匹配结果p
*
，计算公式如下：3.根据权利要求2所述的一种基于动态匹配的抗假频...

【专利技术属性】
技术研发人员：于四伟，徐英杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：