[发明专利]一种叠后SVD滤波分离地震绕射波的方法

说明书

一种叠后SVD滤波分离地震绕射波的方法，步骤为：1）将含有m道，每道n个采样点的叠后地震数据读取到二维数组R₁中；2）对数组R₁进行SVD变换，获得奇异值矩阵Σ；3）绘制奇异值谱，并通过奇异值谱分析确定SVD高通滤波因子下限σ_h；4）实施SVD高通滤波提取绕射波，获得数组R₂；5）按输入时的地震数据格式输出绕射波地震记录；6）对分离出来的绕射波进行叠后偏移成像处理，获得的绕射波成像剖面可有效提高地质异常体的预测精度。

技术领域

本发明属于地震数据处理技术领域，特别涉及一种叠后分离地震绕射波的方法。

背景技术

断层、透镜体等地质异常体与围岩之间存在明显的弹性差异，从而引起地震响应特征发生变化，常常以绕射波的形式表现。绕射波的存在，一方面给反射波精确成像带来了极大的挑战；另一方面，绕射波是由地下不均匀地质体引起的地震响应，它们携带了高分辨率的地质信息，因此，利用绕射波可有效识别和追踪地质异常体的存在。然而，绕射波属于弱信号范畴，通常被强能量的反射波及其它噪声所掩盖，因此，干净、完整地提取绕射波是实现绕射波有效利用的前提条件和基础保障。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种地震绕射波分离的方法，该方法不但能有效分离出地震绕射波，而且获得的绕射波可进行叠后偏移成像处理，达到提高地质异常体预测精度的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术和方案是：一种叠后SVD滤波分离地震绕射波的方法，包括如下步骤：

第一步，将含有m道，每道n个采样点的叠后地震数据读取到二维数组R₁中；

第二步，对数组R₁进行SVD变换，获得奇异值矩阵Σ；

SVD变换方程：S＝UΣV^T

其中：S为数组R₁的矩阵表现形式；上角标T表示矩阵转置；U由SS^T的特征值向量构成的矩阵；V由S^TS的特征值向量构成的矩阵；Σ由奇异值构成的矩阵；

奇异值矩阵：

其中：σ为奇异值；i＝1，2，…，r，i为奇异值序号，奇异值σ_i由大到小排列在矩阵的主对角线上，即σ₁≥σ₂≥…≥σ_i≥…≥σ_r>0，非零奇异值的数目等于矩阵S的秩r，r＝min{m，n}；

第三步，以奇异值序号为横坐标，以奇异值的振幅值为纵坐标对奇异值系列{σ₁，σ₂，…，σ_i，…，σ_r}绘图，形成奇异值谱，然后对奇异值谱的特征进行分析，并确定SVD高通滤波因子下限σ_h；

第四步，实施SVD高通滤波提取绕射波，其原理是以σ_h为SVD高通滤波因子下限重构地震信号，获得数组R₂；

SVD高通滤波重构地震信号方程：