專利名稱：：一種地震縱橫波波場(chǎng)分離與去噪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于地震數(shù)據(jù)處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種基于正常時(shí)差校正(NormalMoveOut，簡稱NM0)與奇異值分解(SingularValueDecomposition，簡稱SVD)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)地震縱、橫波波場(chǎng)分離與去噪的方法和技術(shù)。
背景技術(shù)：
：地震波場(chǎng)非常復(fù)雜，單一類型地震波激發(fā)，當(dāng)遇到彈性界面以后，波場(chǎng)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，形成轉(zhuǎn)換波；另外，在野外地震數(shù)據(jù)采集時(shí)，外界各種干擾因素的影響和地震波自身的傳播性質(zhì)，均會(huì)帶入許多規(guī)則和不規(guī)則的干擾信號(hào)，嚴(yán)重影響了地質(zhì)信息的提取。地震縱、橫波波場(chǎng)分離與去噪非常重要，它是提高地震資料信噪比與分辨率的前提和保障，同時(shí)是地震屬性信息精細(xì)提取的基礎(chǔ)。SVD濾波是從多道地震記錄中優(yōu)化提取相關(guān)信息，是利用奇異值作為正交基在信號(hào)空間正交分解的特征增強(qiáng)相干能量，壓制噪聲，即它是利用地震波的相干性差異來達(dá)到地震波場(chǎng)分離與去噪的方法，如果用較大的奇異值來重構(gòu)數(shù)據(jù)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)弱信號(hào)和隨機(jī)噪音的消除；為了消除特定的同相軸，也可以舍去較大的奇異值來重構(gòu)信號(hào)?，F(xiàn)有方法幾乎都只是用奇異值分解單一方法技術(shù)來對(duì)地震波場(chǎng)分離與去噪，尤其是不能分離地震縱波與橫波，應(yīng)用空間有限，而且有效信號(hào)容易受到破壞，從而妨礙了對(duì)地質(zhì)信息的提取。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種地震縱、橫波波場(chǎng)分離與去噪的方法，其依賴地震信號(hào)之間的時(shí)距規(guī)律差異，通過兩次正常時(shí)差校正處理的手段，分別把P-P波和P-S波校平，使之在橫向上達(dá)到最佳相干性，目的是把有效信號(hào)轉(zhuǎn)換到一種在橫向上相干性更好的處理域中，然后分別兩次通過奇異值分解，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值重構(gòu)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)地震縱、橫波波場(chǎng)分離與去噪，這樣做的結(jié)果是目的性更強(qiáng)，直接針對(duì)感興趣的地震縱、橫波成分進(jìn)行奇異值分解來實(shí)現(xiàn)波場(chǎng)分離與去噪的目的，同時(shí)避免了有效信號(hào)損失嚴(yán)重等缺陷性，具有地震縱、橫波分離徹底等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)和方案是一種地震縱橫波波場(chǎng)分離與去噪的方法，包括如下步驟第一步將含有m道，每道有η個(gè)采樣點(diǎn)的地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F1中；第二步依據(jù)縱波疊加速度和P-P反射波時(shí)距規(guī)律，將原始地震數(shù)據(jù)F1進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到U。正常時(shí)差的確定方法為其中Δt為P-P反射波正常時(shí)差，χ為偏移距，t是偏移距為χ的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度；第三步對(duì)第一次正常時(shí)差校正后的地震數(shù)據(jù)L1進(jìn)行奇異值分解其中，上角T表示轉(zhuǎn)置，U1由L1L/的特征值向量構(gòu)成，V1由L1tL1的特征值向量構(gòu)成，Σ！由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上其中σia，σ1>2Λσ^為L1的奇異值；第四步對(duì)[工進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值Σ2重構(gòu)信號(hào)，得到1^2；可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，提取P-P波場(chǎng)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Llp1為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，P1為L1的秩，且1彡P(guān)1彡m，ου為L1的第j個(gè)奇異值，Uj為L1L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L1tL1的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，分離出其它地震信號(hào)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Lhp1為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，Q1為L1的秩，且1彡Q1彡m，m為地震總道數(shù)，οw為L1的第j個(gè)奇異值，Uj為L1L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L1tL1的第j個(gè)特征向量；P1和Q1的選擇取決于奇異值的相對(duì)大小，具體做法是通過奇異值σu的下標(biāo)j的函數(shù)曲線來確定；根據(jù)實(shí)際濾波情況，L2為L14^Lhpi之一；第五步依據(jù)縱波疊加速度和P-P反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)L2進(jìn)行正常時(shí)差反校正后得到F2；對(duì)于其它波場(chǎng)，正常時(shí)差反校正后得到F3。正常時(shí)差的確定方法為其中Δt為P-P反射波正常時(shí)差，χ為偏移距，t是偏移距為χ的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度；第六步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F2按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)地震P-P波分離與去噪；第七步依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S反射波時(shí)距規(guī)律，將分離P-P波后的地震記錄F3進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到L3。正常時(shí)差的確定方法為Aire=trs-t0PS=丄(V^+ζ2-ζ)+丄φ]+ζ2-ζ)vPvs其中Atps為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，Xp為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，Xs為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(Xp+Xs)的旅行時(shí)，Icips為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度，vs為S波疊加速度，ζ為反射界面深度；第八步對(duì)第二次正常時(shí)差校正后的地震記錄L3進(jìn)行奇異值分解其中，其中U3由L3L3t的特征值向量構(gòu)成，V3由L3tL3的特征值向量構(gòu)成，Σ3由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上其中σ31，σ3j2Aσ3,m為L3的奇異值；第九步對(duì)Σ3進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值Σ4重構(gòu)信號(hào)，得到1^4；可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，提取P-S波場(chǎng)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Llp2為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，P2為L3的秩，且1彡p2彡m，ο3,j為L3的第j個(gè)奇異值，Uj為L3L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L3tL3的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，分離出其它噪聲。其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Lhp2為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，q2為L3的秩，且1彡q2彡m，m也地震總道數(shù)，ο3,」為L3的第j個(gè)奇異值，Uj為L3L3T的第j個(gè)特征向量，Vj為L3tL3的第j個(gè)特征向量；p2和q2的選擇取決于奇異值的相對(duì)大小，具體做法是通過奇異值συ的下標(biāo)j的函數(shù)曲線來確定；根據(jù)實(shí)際濾波情況，L4為Lli2、Lhp2之一；第十步依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)L4進(jìn)行正常時(shí)差反校正后得到F4；對(duì)于其它噪聲，正常時(shí)差反校正后得到F5。正常時(shí)差的確定方法為Atps=tPS-t0PS=—φ2Ρ+ζ2-ζ)+丄φ+ζ2一ζ)1‘VpVs其中Atps為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，Xp為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，Xs為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(Xp+Xs)的旅行時(shí)，Icips為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度，vs為S波疊加速度，ζ為反射界面深度；第十一步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F4按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震P-S波場(chǎng)分離與去噪；第十二步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F5按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成7了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震波場(chǎng)去噪處理。由于本發(fā)明采用兩次正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合處理的手段對(duì)地震縱、橫波場(chǎng)分離與去噪進(jìn)行處理，這樣做的結(jié)果是目的性更強(qiáng)，直接針對(duì)感興趣的地震信號(hào)成分(地震縱波、橫波或噪聲)進(jìn)行奇異值分解波場(chǎng)分離與去噪，同時(shí)避免了以往技術(shù)應(yīng)用空間狹窄，有效信號(hào)損失嚴(yán)重等缺陷性，具有地震縱、橫波場(chǎng)分離徹底和噪聲剔除干凈等優(yōu)點(diǎn)。圖1為本發(fā)明地震縱橫波場(chǎng)分離與去噪處理結(jié)果圖，其中(a)原始地震記錄圖，(b)依據(jù)縱波疊加速度和P-P波時(shí)距規(guī)律進(jìn)行正常時(shí)差校正后的地震記錄圖，(C)第一次正常時(shí)差校正后的奇異值和提取重構(gòu)P-P波的奇異值圖，(d)提取的P-P波圖，(e)依據(jù)縱波疊加速度和PP波時(shí)距規(guī)律進(jìn)行正常時(shí)差反校正后的P-P波圖，(f)剔除P-P波的地震波場(chǎng)圖，(g)依據(jù)縱、橫波的疊加速度和P-S波時(shí)距規(guī)律進(jìn)行正常時(shí)差校正后的地震記錄圖，(h)第二次正常時(shí)差校正后的奇異值和提取重構(gòu)P-S波的奇異值圖，(i)提取的P-S波圖，(j)依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S波時(shí)距規(guī)律進(jìn)行正常時(shí)差反校正后的P-S波圖，(k)剔除的干擾噪聲圖，(1)依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S波時(shí)距規(guī)律進(jìn)行正常時(shí)差反校正后的噪聲圖；圖2為本發(fā)明地震縱波、時(shí)間和對(duì)應(yīng)的正常時(shí)差校正疊加速度參數(shù)圖；圖3為本發(fā)明地震轉(zhuǎn)換橫波、時(shí)間和對(duì)應(yīng)的正常時(shí)差校正疊加速度參數(shù)圖。具體實(shí)施方法下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見附圖1、圖2和圖3，一種地震縱橫波波場(chǎng)分離與去噪方法，包括如下步驟第一步將含有m道，每道有η個(gè)采樣點(diǎn)的地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F1中；第二步依據(jù)縱波疊加速度和P-P反射波時(shí)距規(guī)律，將原始地震數(shù)據(jù)F1進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到U。正常時(shí)差的確定方法為其中△t為P-P反射波正常時(shí)差，χ為偏移距，t是偏移距為χ的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度；第三步對(duì)第一次正常時(shí)差校正后的地震數(shù)據(jù)L1進(jìn)行奇異值分解ζ,=其中，上角T表示轉(zhuǎn)置，U1由L1L/的特征值向量構(gòu)成，V1由L1tL1的特征值向量構(gòu)成，Σ！由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上其中σu，οuΛσu為L1的奇異值；第四步對(duì)[工進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值Σ2重構(gòu)信號(hào)，得到1^2；可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，提取P-P波場(chǎng)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Llp1為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，P1為L1的秩，且1彡P(guān)1彡m，ου為L1的第j個(gè)奇異值，Uj為L1L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L1tL1的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，分離出其它地震信號(hào)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Lapl為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，Q1為L1的秩，且1彡Q1彡m，m為地震總道數(shù)，OW為L1的第j個(gè)奇異值，Uj為L1L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L1tL1的第j個(gè)特征向量；P1和qi的選擇取決于奇異值的相對(duì)大小，具體做法是通過奇異值συ的下標(biāo)j的函數(shù)曲線來確定；根據(jù)實(shí)際濾波情況，L2為Llil、Lhpi之一；第五步依據(jù)縱波疊加速度和P-P反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)L2進(jìn)行正常時(shí)差反校正后得到F2；對(duì)于其它波場(chǎng)，正常時(shí)差反校正后得到F3。正常時(shí)差的確定方法為其中Δt為P-P反射波正常時(shí)差，χ為偏移距，t是偏移距為χ的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度；第六步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F2按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)地震P-P波分離與去噪；第七步依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S反射波時(shí)距規(guī)律，將分離P-P波后的地震記錄F3進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到L3。正常時(shí)差的確定方法為其中Atps為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，Xp為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，Xs為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(Xp+Xs)的旅行時(shí)，tm為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度，vs為S波疊加速度，ζ為反射界面深度；第八步對(duì)第二次正常時(shí)差校正后的地震記錄L3進(jìn)行奇異值分解L3=Uf3I^其中，其中U3由L3L3t的特征值向量構(gòu)成，V3由L3tL3的特征值向量構(gòu)成，Σ3由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上其中σ31，σ3j2Aσ3,m為L3的奇異值；第九步對(duì)Σ3進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值Σ4重構(gòu)信號(hào)，得到1^4；可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，提取P-S波場(chǎng)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Llp2為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，P2為L3的秩，且1彡p2彡m，ο3,j為L3的第j個(gè)奇異值，Uj為L3L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L3tL3的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，分離出其它噪聲。其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Lhp2為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，q2為L3的秩，且1彡q2彡m，m為地震總道數(shù)，ο3,」為L3的第j個(gè)奇異值，Uj為L3L3T的第j個(gè)特征向量，Vj為L3tL3的第j個(gè)特征向量；p2和q2的選擇取決于奇異值的相對(duì)大小，具體做法是通過奇異值συ的下標(biāo)j的函數(shù)曲線來確定；根據(jù)實(shí)際濾波情況，L4為Lli2、Lhp2之一；第十步依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)L4進(jìn)行正常時(shí)差反校正后得到F4；對(duì)于其它噪聲，正常時(shí)差反校正后得到F5。正常時(shí)差的確定方法為其中Atps為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，Xp為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，Xs為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(Xp+Xs)的旅行時(shí)，Icips為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度，vs為S波疊加速度，ζ為反射界面深度；第十一步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F4按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震P-S波場(chǎng)分離與去噪；第十二步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F5按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震波場(chǎng)去噪處理。實(shí)施例以100道地震記錄、采樣點(diǎn)為2048的物理模型為例說明實(shí)施步驟第一步將含有100道，每道有2048個(gè)采樣點(diǎn)的地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F1中。第二步依據(jù)縱波疊加速度和P-P反射波時(shí)距規(guī)律，將原始地震數(shù)據(jù)F1進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到U。正常時(shí)差的確定方法為其中Δt為P-P反射波正常時(shí)差，χ為偏移距，t是偏移距為χ的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度；第三步對(duì)第一次正常時(shí)差校正后的地震數(shù)據(jù)L1進(jìn)行奇異值分解Z,=U1Z^t其中，上角T表示轉(zhuǎn)置，U1由L1L/的特征值向量構(gòu)成，V1由L1tL1的特征值向量構(gòu)成，Σ！由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上其中σ^，σ1>2ΛσU為L1的奇異值；第四步對(duì)奇異值系列E1進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值系列Σ2重構(gòu)信號(hào)，得到L2?？蓪⑿盘?hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，取前10個(gè)奇異值重構(gòu)信號(hào)，提取P-P波場(chǎng)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Llp1為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，P1為L1的秩，且1彡P(guān)1彡m，OW為L1的第j個(gè)奇異值，Uj為L1L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L1TL1的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，取第1廣100個(gè)奇異值重構(gòu)信號(hào)，分離出其它地震信號(hào)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Lapl為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，Q1為L1的秩，且1彡Q1彡m，m為地震總道數(shù)，οw為L1的第j個(gè)奇異值，Uj為L1L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L1tL1的第j個(gè)特征向量；第五步依據(jù)縱波疊加速度和P-P反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的信號(hào)進(jìn)行正常時(shí)差反校正，回到原始的數(shù)據(jù)域中。對(duì)于P-P波，正常時(shí)差反校正后得到F2；對(duì)于其它波場(chǎng)，正常時(shí)差反校正后得到F3。正常時(shí)差的確定方法為其中At為P-P反射波正常時(shí)差，χ為偏移距，t是偏移距為χ的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度；第六步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F2按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)地震P-P波分離與去噪。第七步依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S反射波時(shí)距規(guī)律，將分離P-P波后的地震記錄F3進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到L3。正常時(shí)差的確定方法為其中Atps為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，Xp為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，Xs為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(Xp+Xs)的旅行時(shí)，tm為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度，vs為S波疊加速度，ζ為反射界面深度；第八步對(duì)第二次正常時(shí)差校正后的地震記錄L3進(jìn)行奇異值分解其中，其中U3由L3L3t的特征值向量構(gòu)成，V3由L3tL3的特征值向量構(gòu)成，Σ3由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上其中的奇異值；第九步對(duì)奇異值系列Σ3進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值系列Σ4重構(gòu)信號(hào)，得到L4。可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，取前6個(gè)奇異值重構(gòu)信號(hào)，提取P-S波場(chǎng)其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Llp2為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，P2為L3的秩，且1彡p2彡m，ο3,j為L3的第j個(gè)奇異值，Uj為L3L/的第j個(gè)特征向量，Vj為L3tL3的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，取第7100個(gè)奇異值重構(gòu)信號(hào)，分離出其它噪聲mLHPI=YJC7^JUJVJj=<h其中上角T表示轉(zhuǎn)置，Lhp2為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，q2為L3的秩，且1彡q2彡m，m為地震總道數(shù)，ο3,」為L3的第j個(gè)奇異值，Uj為L3L3T的第j個(gè)特征向量，Vj為L3tL3的第j個(gè)特征向量；第十步依據(jù)縱、橫波疊加速度和P-S反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的信號(hào)進(jìn)行正常時(shí)差反校正，回到原始的數(shù)據(jù)域中。對(duì)于P-S波，正常時(shí)差反校正后得到F4；對(duì)于其它噪聲，正常時(shí)差反校正后得到F5。正常時(shí)差的確定方法為AtPS=tPS-hps(Λ/4+^2~z)+~(Jxl+Z2-ζ)其中Atps為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，Xp為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，Xs為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(Xp+Xs)的旅行時(shí)，tm為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，Vp為P波疊加速度，vs為S波疊加速度，ζ為反射界面深度；第十一步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F4按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震P-S波場(chǎng)分離與去噪。第十二步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F5按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震波場(chǎng)去噪處理。1權(quán)利要求一種地震縱橫波波場(chǎng)分離與去噪的方法，其特征在于，包括如下步驟第一步將含有m道，每道有n個(gè)采樣點(diǎn)的地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F1中；第二步依據(jù)縱波疊加速度和PP反射波時(shí)距規(guī)律，將原始地震數(shù)據(jù)F1進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到L1。正常時(shí)差的確定方法為<mrow><mi>&Delta;t</mi><mo>=</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><msqrt><msubsup><mi>t</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><mfrac><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>v</mi><mi>P</mi><mn>2</mn></msubsup></mfrac></msqrt><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow>其中Δt為PP反射波正常時(shí)差，x為偏移距，t是偏移距為x的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，vP為P波疊加速度；第三步對(duì)第一次正常時(shí)差校正后的地震數(shù)據(jù)L1進(jìn)行奇異值分解<mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>&Sigma;</mi><mn>1</mn></msub><msubsup><mi>V</mi><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup></mrow>其中，上角T表示轉(zhuǎn)置，U1由L1L1T的特征值向量構(gòu)成，V1由L1TL1的特征值向量構(gòu)成，∑1由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上<mrow><msub><mi>&Sigma;</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>&sigma;</mi><mn>1,1</mn></msub></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd><msub><mi>&sigma;</mi><mn>1,2</mn></msub></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mi>O</mi></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>其中σ1，1，σ1，2Λσ1，m為L1的奇異值；第四步對(duì)∑1進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值∑2重構(gòu)信號(hào)，得到L2；可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，提取PP波場(chǎng)<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>Lp</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></munderover><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><msubsup><mi>v</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup></mrow>其中上角T表示轉(zhuǎn)置，LLp1為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，p1為L1的秩，且1≤p1≤m，σ1，j為L1的第j個(gè)奇異值，uj為L1L1T的第j個(gè)特征向量，vj為L1TL1的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，分離出其它地震信號(hào)<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>Hp</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>m</mi></munderover><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><msubsup><mi>v</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup></mrow>其中上角T表示轉(zhuǎn)置，LHp1為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，q1為L1的秩，且1≤q1≤m，m為地震總道數(shù)，σ1，j為L1的第j個(gè)奇異值，uj為L1L1T的第j個(gè)特征向量，vj為L1TL1的第j個(gè)特征向量；p1和q1的選擇取決于奇異值的相對(duì)大小，具體做法是通過奇異值σ1，j的下標(biāo)j的函數(shù)曲線來確定；根據(jù)實(shí)際濾波情況，L2為LLp1、LHP1之一；第五步依據(jù)縱波疊加速度和PP反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)L2進(jìn)行正常時(shí)差反校正后得到F2；對(duì)于其它波場(chǎng)，正常時(shí)差反校正后得到F3。正常時(shí)差的確定方法為<mrow><mi>&Delta;t</mi><mo>=</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><msqrt><msubsup><mi>t</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><mfrac><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>v</mi><mi>P</mi><mn>2</mn></msubsup></mfrac></msqrt><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow>其中Δt為PP反射波正常時(shí)差，x為偏移距，t是偏移距為x的旅行時(shí)，t0為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，vP為P波疊加速度；第六步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F2按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)地震PP波分離與去噪；第七步依據(jù)縱、橫波疊加速度和PS反射波時(shí)距規(guī)律，將分離PP波后的地震記錄F3進(jìn)行正常時(shí)差校正，得到L3。正常時(shí)差的確定方法為<mrow><msub><mi>&Delta;t</mi><mi>PS</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mi>PS</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mn>0</mn><mi>PS</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>v</mi><mi>P</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mi>P</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>z</mi><mn>2</mn></msup></msqrt><mo>-</mo><mi>z</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>v</mi><mi>S</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mi>S</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>z</mi><mn>2</mn></msup></msqrt><mo>-</mo><mi>z</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>其中ΔtPS為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，xP為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，xS為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(xP+xS)的旅行時(shí)，t0PS為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，vP為P波疊加速度，vS為S波疊加速度，z為反射界面深度；第八步對(duì)第二次正常時(shí)差校正后的地震記錄L3進(jìn)行奇異值分解<mrow><msub><mi>L</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>U</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>&Sigma;</mi><mn>3</mn></msub><msubsup><mi>V</mi><mn>3</mn><mi>T</mi></msubsup></mrow>其中，其中U3由L3L3T的特征值向量構(gòu)成，V3由L3TL3的特征值向量構(gòu)成，∑3由奇異值構(gòu)成，奇異值由大到小排列在矩陣的主對(duì)角線上<mrow><msub><mi>&Sigma;</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>&sigma;</mi><mn>3,1</mn></msub></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd><msub><mi>&sigma;</mi><mn>3,2</mn></msub></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mi>O</mi></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>其中σ31，σ3，2Λσ3，m為L3的奇異值；第九步對(duì)∑3進(jìn)行處理，提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值∑4重構(gòu)信號(hào)，得到L4；可將信號(hào)分為兩類進(jìn)行重構(gòu)，具體如下(1)奇異值分解低通濾波，提取PS波場(chǎng)<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>Lp</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></munderover><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><msubsup><mi>v</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup></mrow>其中上角T表示轉(zhuǎn)置，LLp2為奇異值分解低通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，p2為L3的秩，且1≤p2≤m，σ3，j為L3的第j個(gè)奇異值，uj為L3L3T的第j個(gè)特征向量，vj為L3TL3的第j個(gè)特征向量；(2)奇異值分解高通濾波，分離出其它噪聲。<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>Hp</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mi>m</mi></munderover><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><msubsup><mi>v</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup></mrow>其中上角T表示轉(zhuǎn)置，LHp2為奇異值分解高通濾波后重構(gòu)的信號(hào)，j為奇異值序號(hào)，q2為L3的秩，且1≤q2≤m，m為地震總道數(shù)，σ3，j為L3的第j個(gè)奇異值，uj為L3L3T的第j個(gè)特征向量，vj為L3TL3的第j個(gè)特征向量；p2和q2的選擇取決于奇異值的相對(duì)大小，具體做法是通過奇異值σ3，j的下標(biāo)j的函數(shù)曲線來確定；根據(jù)實(shí)際濾波情況，L4為LLp2、LHP2之一；第十步依據(jù)縱、橫波疊加速度和PS反射波時(shí)距規(guī)律，將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)L4進(jìn)行正常時(shí)差反校正后得到F4；對(duì)于其它噪聲，正常時(shí)差反校正后得到F5。正常時(shí)差的確定方法為<mrow><msub><mi>&Delta;t</mi><mi>PS</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mi>PS</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mn>0</mn><mi>PS</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>v</mi><mi>P</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mi>P</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>z</mi><mn>2</mn></msup></msqrt><mo>-</mo><mi>z</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>v</mi><mi>S</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mi>S</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>z</mi><mn>2</mn></msup></msqrt><mo>-</mo><mi>z</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>其中ΔtPS為轉(zhuǎn)換反射波正常時(shí)差，xP為震源到轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離，xS為轉(zhuǎn)換點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，tPS是偏移距為(xP+xS)的旅行時(shí)，t0PS為零炮檢距情況下的旅行時(shí)，vP為P波疊加速度，vS為S波疊加速度，z為反射界面深度；第十一步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F4按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震PS波場(chǎng)分離與去噪；第十二步將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)F5按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，便完成了正常時(shí)差校正與奇異值分解聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了地震波場(chǎng)去噪處理。全文摘要一種地震縱橫波波場(chǎng)分離與去噪的方法，步驟為將采樣點(diǎn)的地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組中；將原始地震數(shù)據(jù)正常時(shí)差校正；對(duì)第一次正常時(shí)差校正后的地震數(shù)據(jù)奇異值分解；提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值重構(gòu)信號(hào)；將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正常時(shí)差反校正；將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，實(shí)現(xiàn)地震P-P波分離與去噪；將分離P-P波后的地震記錄正常時(shí)差校正；對(duì)第二次正常時(shí)差校正后的地震記錄奇異值分解；提取目標(biāo)信號(hào)的奇異值重構(gòu)信號(hào)；重構(gòu)后的數(shù)據(jù)正常時(shí)差反校正；將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，實(shí)現(xiàn)地震P-S波場(chǎng)分離與去噪；將正常時(shí)差反校正后的數(shù)據(jù)按輸入時(shí)的地震數(shù)據(jù)格式輸出，具有地震縱、橫波分離徹底的特點(diǎn)。文檔編號(hào)G01V1/28GK101893719SQ201010149549公開日2010年11月24日申請(qǐng)日期2010年4月16日優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日發(fā)明者沈鴻雁申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)