一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法技术

本发明专利技术属于地球物理探测领域，具体涉及一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，包括：步骤1：地震属性提取及预处理；步骤2：属性选择；步骤3：属性的标准化及准备；步骤4：降维参数的初始化；步骤5：建立邻域；步骤6：构建邻域权重矩阵；步骤7：计算投影矩阵；步骤8：计算低维投影空间数据集V；步骤9：绘制降维后地震属性图。本发明专利技术方法将地震属性从高维空间在尽可能减少畸变的情况下投影到低维空间，减少地震属性冗余，为地震属性分析和地震综合地质解释提供支撑。释提供支撑。释提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法


[0001]本专利技术属于地球物理探测领域，具体涉及一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法。

技术介绍

[0002]随着地震属性应用的不断深入，越来越多的属性被提出来。如今可以提取上百种地震属性，但是每种属性都是从不同的角度反映储层的特征，，它们与储层特征之间的关系是非常复杂的。同一种属性在不同的工区、不同的储层对象的敏感性是不完全相同的。因此地震属性优化的任务就是利用人的经验或者数学方法，优选出对所预测目标最敏感的，属性个数最少的地震属性或是地震属性组合，提高地震属性预测的精度。本方法通过保结构的特征映射方法将多种地震属性映射到低维空间中，减少地震属性种类，降低地震属性的冗余和属性之间的相关性，提高地震属性分析的效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，该方法将地震属性从高维空间在尽可能减少畸变的情况下投影到低维空间，减少地震属性冗余，为地震属性分析和地震综合地质解释提供支撑。
[0004]实现本专利技术目的的技术方案：
[0005]一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，所述方法包括：
[0006]步骤1：地震属性提取及预处理；
[0007]步骤2：属性选择；
[0008]步骤3：属性的标准化及准备；
[0009]步骤4：降维参数的初始化；
[0010]步骤5：建立邻域；
[0011]步骤6：构建邻域权重矩阵；
[0012]步骤7：计算投影矩阵；
[0013]步骤8：计算低维投影空间数据集V；
[0014]步骤9：绘制降维后地震属性图。
[0015]所述步骤1具体为：在叠后或者叠前处理得到地震数据中沿着研究目的层提取地震属性，并且通过滤波方法消除地震属性中存在的一些野值或者干扰值。
[0016]所述步骤2具体为：对提取到的地震属性进行筛选，选取与所要研究的地质特征相关的地震属性，选择的地震属性包括：振幅、相位、频率。
[0017]所述步骤3具体为：将每种属性采用最大最小值方法将其进行标准化到0～1的数值范围内，然后将属性按照列模式排列成矩阵，形成原始高维地震属性数据集。
[0018]所述步骤4具体为：输入降维过程中所需要设定参数，参数包括：地震属性集中总的样本数n，邻域参数k和降维后的嵌入维度m。
[0019]所述步骤5具体为：采用k
‑
最短距离法，选择距离样本点最近的k个点作为当前样本点的邻域。
[0020]所述步骤6具体为：所有的样本点之间的权重构成了权重矩阵W，其中W＝(w
ij
)，w
ij
表示两个元素之间的权重值，由下式(1)计算得到：
[0021][0022]式中，x
i
和x
j
为第i和j个样本点的属性值，w
ij
为样本x
i
和x
j
的权重值，t为权系数，通常为1。
[0023]所述步骤7具体为：通过梯度法或者最小二乘法优化目标函数：
[0024][0025]来求解投影矩阵Y，其中Y＝[y1,y2,
…
y
n
],M为n
×
n的对称矩阵，其中M＝(I
‑
W)
T
·
(I
‑
W)。
[0026]所述步骤8具体为：V由矩阵M的前m+1到倒数第二个最小非零特征值所对应的特征向量组成，V即为降维得到的低维地震属性集。
[0027]所述步骤9具体为：通过surfer或者其它绘图软件，按照顺序从数据集V中按每列绘制1副图件，数据集V中共有m列数据，绘制的m张图即为降维后的地震属性图。
[0028]本专利技术的有益技术效果在于：
[0029]本专利技术提供的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，通过建立样本点之间的权重系数矩阵来表示数据空间结构，在降维过程中尽可能通过保证空间结构的不变即权重系数矩阵的不变来减少降维过程中地震属性的畸变，将高维空间的多种地震属性降维映射低维空间，在减少地震属性冗余，降低了地震属性解释的多解性，同时在降维过程中保持了原始地震属性的结构关系特征，提高地震属性解释的效率，为地震地质综合解释提供支撑。
附图说明
[0030]图1为本专利技术所提供的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例2所提供的原始地震属性图；
[0032]图3为本专利技术实施例2所提供的根据本专利技术方法降维后的地震属性图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0034]如图1所示，本专利技术提供的的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，具体包括以下步骤：
[0035]步骤1：地震属性提取及预处理
[0036]在叠后或者叠前处理得到地震数据中沿着研究目的层提取尽可能多的地震属性，并且通过滤波等方法消除地震属性中存在的一些野值或者干扰值。
[0037]步骤2：属性选择
[0038]对提取到的地震属性进行筛选，根据已有的地质认识或者专家经验，选取与所要研究的地质特征相关的地震属性，如振幅、相位、频率等属性，用于下一步工作。
[0039]步骤3：属性的标准化及准备。
[0040]将每种属性采用最大最小值方法将其进行标准化到0～1的数值范围内，然后将属性按照列模式排列成矩阵，形成原始高维地震属性数据集。
[0041]步骤4：降维参数的初始化
[0042]输入降维过程中所需要设定参数，如地震属性集中总的样本数n(即地震数据样本点个数)，邻域参数k(用于描述邻域关系，一般取10～20之间)和降维后的嵌入维度m(降维后期望得到的属性个数)。
[0043]步骤5：建立邻域
[0044]采用k
‑
最短距离法，选择距离样本点最近的k个点作为当前样本点的邻域。
[0045]步骤6：构建邻域权重矩阵
[0046]构建样本点之间的权重，所有的样本点之间的权重构成了权重矩阵W，其中W＝(w
ij
)，w
ij
表示两个元素之间的权重值，由下式(式1)计算得到。
[0047][0048]式1中，x
i
和x
j
为第i和j个样本点的属性值，w
ij
为样本x
i
和x
j
的权重值，t为权系数，通常为1。
[0049]步骤7：计算投影矩阵
[0050]通过梯度法或者最小二乘法优化目标函数：
[0051][0052]来求解投影矩阵Y，其中Y＝[y1,y2,
…
y
n
],M为n
×
n的对称矩阵，其中M＝(I
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：地震属性提取及预处理；步骤2：属性选择；步骤3：属性的标准化及准备；步骤4：降维参数的初始化；步骤5：建立邻域；步骤6：构建邻域权重矩阵；步骤7：计算投影矩阵；步骤8：计算低维投影空间数据集V；步骤9：绘制降维后地震属性图。2.根据权利要求1所述的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，其特征在于，所述步骤1具体为：在叠后或者叠前处理得到地震数据中沿着研究目的层提取地震属性，并且通过滤波方法消除地震属性中存在的一些野值或者干扰值。3.根据权利要求1所述的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，其特征在于，所述步骤2具体为：对提取到的地震属性进行筛选，选取与所要研究的地质特征相关的地震属性，选择的地震属性包括：振幅、相位、频率。4.根据权利要求1所述的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将每种属性采用最大最小值方法将其进行标准化到0～1的数值范围内，然后将属性按照列模式排列成矩阵，形成原始高维地震属性数据集。5.根据权利要求1所述的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，其特征在于，所述步骤4具体为：输入降维过程中所需要设定参数，参数包括：地震属性集中总的样本数n，邻域参数k和降维后的嵌入维度m。6.根据权利要求1所述的一种基于局部投影的保结构地震属性降维方法，其特征在于，所述步骤5具体为：采用k
‑
最短距离法，选择距离样本点最近的k个点作为当前样本点的邻域。7.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹成寅，吴曲波，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：