基于凸集投影算法的地震数据重建和噪声压制研究

论文摘要

随着我国现代化的进程,油气勘探区域不断扩大。室外数据的采集,面临着勘探条件和复杂环境的巨大挑战,再加上成本的制约,实际采集到的地震数据常出现地震道严重缺失现象,给后续的处理方法造成严重影响。为此,需要提出一系列高效率的重建方法,通过少量地震数据,重建出接近完整的地震数据。本文在压缩感知理论的框架下,基于凸集投影算法,结合不同的稀疏变换方法和欠采样方式,对地震数据重建进行研究。在稀疏变换方面,本文除了采用常用的傅里叶变换外,还引入了重建精度更高的曲波变换。为了提高运算速率,在数值模拟中,对凸集投影算法中的阈值参数进行了研究,通过对比,本文采用的新型指数阈值参数,在重建时的收敛速度,明显快于线性阈值参数和传统指数阈值参数的收敛速度。在采样方式方面,本文除了采用随机欠采样,还引入了Jitter欠采样。Jitter欠采样比随机欠采样能更好地控制采样点间距,在一定程度上避免采样点间距过大或者过小的现象。在重建算法方面,本文在凸集投影算法的基础上,引入了谱梯度投影算法,通过多方面的比较,表明了凸集投影算法的优势。由于实际地震数据中,往往含有随机噪声,本文对含噪地震数据进行了重建研究,验证了本文所用重建方法具备良好的抗噪能力。在此基础之上,本文基于凸集投影算法结合曲波变换,引入加权因子策略,对地震数据进行了同时重建和噪声压制研究。在对理论数据模拟过程中,选择了不同的加权因子对含有不同能量噪声的数据进行处理,分析了不同参数下的同时重建和噪声压制效果。最后,将本文方法应用于室外实际地震数据处理,取得了较好的数据重建和噪声压制效果,表明了本文方法具有一定的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究的目的与意义
•   1.2 国内外的研究现状
•     1.2.1 地震数据重建方法研究
•     1.2.2 地震数据稀疏表示研究
•     1.2.3 地震数据采样方法和重建算法的研究
•   1.3 文章内容安排
•     1.3.1 文章主要章节内容
•     1.3.2 文章主要创新点
• 2 地震数据重建理论
•   2.1 传统插值理论
•     2.1.1 传统空间采样率以及空间假频
•     2.1.2 地震道插值重建理论
•   2.2 地震数据重建理论
•     2.2.1 概述
•     2.2.2 信号的稀疏表示
•     2.2.3 测量矩阵的不相干
•     2.2.4 重建的策略
•   2.3 凸集投影算法
•     2.3.1 凸集投影算法的原理
•     2.3.2 凸集投影算法的数学表达
•   2.4 压缩采样方法
•     2.4.1 互相干噪声评价
•     2.4.2 规则欠采样与随机欠采样
•     2.4.3 Jitter欠采样
•   2.5 曲波变换
•     2.5.1 连续曲波变换
•     2.5.2 离散曲波变换
•     2.5.3 曲波变换的算法实现
•     2.5.4 曲波变换的特性
•     2.5.5 离散曲波变换的展示
•   2.6 本章小结
• 3 基于凸集投影算法的地震数据重建
•   3.1 引言
•   3.2 阈值参数的选择
•   3.3 理论数据模拟
•     3.3.1 不同稀疏变换的重建
•     3.3.2 不同阈值参数的重建
•     3.3.3 不同?值的重建
•     3.3.4 不同迭代次数的重建
•     3.3.5 不同采样方式的重建
•     3.3.6 不同采样率的重建
•     3.3.7 不同重建算法的重建
•     3.3.8 含噪地震数据的重建
•   3.4 实际地震数据
•   3.5 本章小结
• 4 地震数据同时重建和噪声压制
•   4.1 地震数据同时重建和噪声压制的原理
•   4.2 理论数据模拟
•     4.2.1 固定加权因子
•     4.2.2 不同加权因子
•     4.2.3 不同能量噪声的重建
•   4.3 实际地震数据
•   4.4 本章小结
• 5 结论和建议
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王冬年

导师: 张华

关键词: 数据重建,压缩感知,凸集投影算法,曲波变换,同时噪声压制

来源: 东华理工大学

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: 东华理工大学

分类号: P631.44

总页数: 73

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