基于压缩感知理论的缺失地震数据重建方法研究

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1、分类号：P631.4单位代码：10183研究生学号：2015622041密级：公开吉林大学硕士学位论文基于压缩感知理论的缺失地震数据重建方法研究Theresearchonreconstructionmethodofmissingseismicdatabasedoncompressedsensingtheory作者姓名：刘争光专业：地球探测与信息技术研究方向：地震勘探指导教师：韩立国教授培养单位：地球探测科学与技术学院2018年5月基于压缩感知理论的缺失地震数据重建方法研究Theresearchonr

2、econstructionmethodofmissingseismicdatabasedoncompressedsensingtheory作者姓名：刘争光专业名称：地球探测与信息技术指导教师：韩立国教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明

3、本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕

4、士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：地球探测与信息技术论文题目：基于压缩感知理论的缺失地震数据重建方法研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学朝阳校区地球探测科学与技术学院（130026）作者联系电话：13086899143基于压缩感知理论的缺失地震数据重建方法研究摘要（作者：刘争光指导老师：韩立国教授）近

5、年来，随着地质勘探的不断深入，勘探目标越来越趋于复杂化，多样化，采集得到的地震数据也呈现出不规则性，不完整性，这给后续地震数据的处理带来了很多麻烦，最终影响对勘探结果的判定，因此我们要对这些不完整的地震数据进行重建。受限于Nyquist采样定理，传统的重建方法依赖于较高的采样率，在对较低采样率的地震数据进行重建时，效果不好。基于压缩感知理论的地震数据重建方法不受Nyquist采样定理的限制，它表明只要待重建数据本身是稀疏的，或者在某个变换域内是稀疏的，即使在较低采样率的情况下也可以很好地完成地震数据

6、的重建。压缩感知理论的引入，将地震勘探在数据采集阶段的稀疏测量和数据处理阶段的重建算法紧密结合起来，不仅能够得到更加有效的处理结果，还能够降低采样率，从而节约勘探成本。地震勘探中正演模拟是基础，很多方法的研究都离不开正演，本文对地震波正演模拟做了一些研究，用正演方法模拟了地震数据在采集时的缺失现象，模拟时的边界条件采用完全匹配层（PerfectlyMatchedLayer,PML）边界条件,利用通量校正(Flux-correctedtransport，FCT)技术来消除正演模拟中的频散问题。压缩感知

7、理论下地震数据的重建主要由三部分内容构成，即稀疏变换，测量矩阵，重建算法。随着压缩感知理论在信号处理领域的快速发展并逐步完善，在采用重建算法对远低于Nyquist采样定理所要求频率的数据进行重建时也能够得到很好的重建结果。本文对重建算法进行了较为深入的研究，根据所选用的地震数据，采用小波变换来对地震数据进行稀疏表示，选用随机高斯矩阵作为测量矩阵，最后采用匹配追踪（MatchingPursuit,MP）算法、不动点连续（FixedPointContinuation，FPC）算法以及快速不动点连续（Fa

8、stFixedPointContinuation，FFPC）等多种重建算法来重建缺失地震数据。文中对多种重建算法的原理，结构进行了较为深入的研究，并且在多次实验的基础上，通过对比得出本文所引用的FFPC算法相对于之前的一些重建算法，不管是在重建精度还是耗时上，都具有明显的I优势。关键词：正演模拟；通量校正；压缩感知；重建算法；FFPC算法IITheresearchonreconstructionmethodofmissingseismicdatabasedoncomp