最大熵谱法在反射地震中弱信号识别的研究及应用

论文摘要

地震勘探是地球物理方法中研究深部地下地质条件、构造情况的重要方法。当前,随着国家对矿产、石油和天然气等资源需求量的不断增长,勘探程度越来越高,地质勘探工作难度的不断加大,对地震勘探的成像精度要求越来越高。如何不断增强地震勘探方法探测地球深部资源的能力,是当前所要面临的严峻问题。经典的功率谱(傅里叶谱)计算方法,是利用有限长的观测信号,而且要对原始时间序列做一些特定的假设,如自相关法存在原始信号在观测信号时窗以外充零的隐含假设。这些假设会导致频谱泄漏降低分辨率,使部分微弱信号缺失,影响地震信号处理的效果,由此,我们提出使用最大熵谱法。最大熵谱法最大的优势就是比傅里叶方法计算出的功率谱有更高的分辨率,它特别适用于短时间序列的功率谱计算。最大熵谱法不需要对原始的时间序列做任何特定的假设,在时窗之外的部分,保证了原始信号最大的不确定性,因此所求出来的功率谱也更加反映出信号真实的功率谱。在地震信号处理的过程中,应用最大熵谱的方法,能够对信号进行准确识别,特别是在弱信号方面。由此,本文在深入研究前人应用最大熵谱法处理一维信号数据的基础上,应用MATLAB软件编写了大熵谱法处理一维、二维地震数据的程序。应用此程序对多种数据信号进行处理分析,得到最大熵谱法计算结果更加稳定以及分辨率更高的结论。在本文中,应用Geoeast软件对金顶地区的二维地震数据进行常规处理,得到最终剖面,再应用最大熵谱法对上述地震数据进行处理,得到的结果和常规处理结果进行对比,明显突出部分微弱信号,为后续地震解释工作的开展,提供了更高精度的地震剖面。

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摘要

Abstract

1 前言

1.1 研究目的与研究意义

1.2 研究背景与研究现状

1.2.1 研究背景

1.2.2 研究现状

1.3 研究工作及成果

2 最大熵谱法原理

2.1 经典功率谱计算方法及其存在问题

2.2 最大熵谱法

2.2.1 最大熵谱法起源

2.2.2 最大熵谱原理

2.2.3 最大熵谱和AR谱

2.2.4 最大熵谱法参数计算

2.3 最大熵谱法程序设计及总结

3 地震资料预处理

3.1 金顶地区二维地震资料精细处理

3.1.1 工区概况

3.1.2 研究难点及对策

3.1.3 地震资料处理

3.1.4 处理效果分析

3.2 吉林农安及辽河地区地震资料准备

3.3 本章小结

4 最大熵谱法应用效果分析

4.1 最大熵谱法在模型和实际信号中应用分析

4.1.1 最大熵谱法在单一信号中的分析

4.1.2 最大熵谱法在合成地震记录信号中的分析

4.1.3 最大熵谱法在实际地震数据中的分析

4.1.4 最大熵谱法在地倾斜数据信号中的分析

4.2 最大熵谱法在检测弱信号中的应用

4.2.1 最大熵谱滤波法

4.2.2 应用最大熵谱滤波提高信噪比突出弱信号

4.3 应用最大熵谱滤波法对金顶地区地震数据处理

4.4 最大熵谱滤波法和常规软件滤波法处理效果对比

4.5 本章小结

5 结论建议

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 田镇瑜

导师: 刘学伟,于常青

关键词: 地震弱信号识别,傅里叶变换法,最大熵谱法

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.4

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001670

总页数: 90

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最大熵谱法在反射地震中弱信号识别的研究及应用

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