[发明专利]一种多分量地震资料面波压制方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震资料数字信号处理领域，具体涉及多分量地震信号时频域矢量面波压制方法。

背景技术

在多分量地震资料处理领域中，通常需要将强面波噪声与有效体波信号进行分离。其有效信号中弱转换波信号通常被强面波所淹没，而且转换波频带与面波频带有很大部分重叠，这使得压制强面波的同时保护弱转换波的问题变得非常棘手。利用小波变换(或者S变换)对多分量地震信号进行多尺度分解，可以在时频域将重叠信号分开；将分开后的信号根据面波强能量、大椭圆极化率的矢量极化特性进行面波识别，并从分解后的信号中减去识别出的面波信号，然后进行重构便可以得到面波压制后的信号。

面波压制所涉及的主要数字信号处理技术有：小波变换(S变换)、希尔伯特变换、瞬时极化分析。小波变换是现代谱分析的强有力工具，它既能考察信号局部时域的频变特性，又能考察局部频域的时变特性。对于频率域重叠的非平稳信号采用小波变换进行多尺度分解分析同样适用于地震资料信号处理。通过希尔伯特变换，将原信号变换为解析信号后，可以很方便地应用瞬时极化分析算法进行瞬时极化率的计算，从而可以有效地将多分量矢量处理技术结合到该项面波压制技术中。据资料记载，采用双域极化滤波进行面波压制最为典型的代表为Diallo等人(2003年，2005年)，Kulesh(2006年，2007年)提出的小波域自适应瞬时极化分析面波压制技术。但是该方法在极大压制面波的同时难以保护与该面波频带重叠的有效信号不被压制，从而在面波压制和保护有效信号这两个方面难以兼顾。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够压制多波地震资料中强面波的同时又能保护与其频带重叠的有效信号的面波压制方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种多分量地震资料面波压制方法，该方法包括：

获取在多个时间采样点采样得到的单个多分量矢量地震道信号S_k(t)，k为正整数；

对所述S_k(t)进行时频双域分解，以得到时频谱信号W_gS_k(t，a)，t表示时间，a表示频率；

对所述时频谱信号W_gS_k(t，a)进行瞬时极化分析，其中该瞬时极化分析包括计算出针对各个时间采样点的瞬时极化椭圆率P(t，a)；

基于视速度大小，将所述W_gS_k(t，a)分为非面波区信号和面波区信号，并对所述面波区信号进行面波信号压制处理，以得到压制面波信号后的时频谱信号W′_gS_k(t，a)；

对所述W′_gS_k(t，a)进行反变换，并重构以得到压制面波后的矢量地震道信号S′_k(t)；

其中，所述面波信号压制处理包括：

统计出在各个频率下的所述非面波区信号的均方根能量E_nonGR(a)；

针对每个频率下的所述面波区信号，以该频率下的所述均方根能量E_nonGR(a)为能量阈值将所述面波区信号分为强能量信号和弱能量信号后进行分类约束极化滤波。

通过上述技术方案，可以有效地压制多分量地震资料中的强面波，同时保护低频弱转换信号不被压制，从而极大提高多波多分量地震资料的信噪比。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的多分量地震资料面波压制方法的流程图；

图2示出了通过使用本发明的实施方式的方法的单个矢量地震道面波压制效果图；

图3示出了通过使用本发明的实施方式的方法的四川新场地区多分量资料面波压制效果图；以及

图4示出了使用本发明的实施方式提供的方法与常用商业软件压制效果对比图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施方式的多分量地震资料面波压制方法的流程图。如图1所示，根据本发明的一个实施方式，提供了一种多分量地震资料面波压制方法，该方法可以包括：

获取在多个时间采样点采样得到的单个多分量矢量地震道信号S_k(t)，k为正整数；