基于自适应阈值Shearlet变换的微地震数据去噪

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1、分类号：TN911.7单位代码：10183研究生学号：2015524026密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于自适应阈值Shearlet变换的微地震数据去噪AdaptiveThresholdShearletTransformforMicroseismicDataDenoising作者姓名：唐娜专业：电子与通信工程研究方向：地震信号处理指导教师：李月教授培养单位：通信工程学院2018年6月—————————————————————基于自适应阈值Shearlet变换的微地震数据去噪—————————————————————AdaptiveThresholdShearletTran

2、sformforMicroseismicDataDenoising作者姓名：唐娜专业名称：电子与通信工程指导教师：李月教授学位类别：工程硕士答辩日期：2018年6月3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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，独立进行研宂工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包

3、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中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：丨日期：义２年６月；日摘要基于自适应阈值Shearlet变换的微地震数据去噪微地震监测技术就是通过观测、分析生产活动中的所产生的微小地震事件来监测生产活动的影响、效果及地下状态的地球物理技术，分为井中监测与地面监测两种。其中地面微震资料中噪声成分复杂，使得大部分有效同相轴淹没其中，这给有效信号同相轴识别带来困难。随着人们对大数据量的地面微地震资料的高要求和高标准，使得地面微地震勘探新技术正在不断更

4、新，获得高分辨率、高信噪比和高保真度的地面微地震记录是地面微地震资料处理的终极目标。所以，在对地面微地震数据进行噪声压制的过程中要研究并提出适当的去噪方法是首先要解决的问题，而且一直也是国内外研究的重点。高信噪比作为衡量地面微地震资料质量的标准之一，也是所有标准中的基础，因此提高微地震资料的信噪比是噪声压制的首要任务。在对地面微地震资料进行处理时，若采用常见的地震勘探去噪手段对微地震数据进行微地震事件定位和噪声压制，都会出现效果不理想的现象。现有的随机噪声消减方法虽然在工程实践中均取得了一定的效果，但普遍都在压制随机噪声的同时也会对部分有效信号进行削弱。因此，在对地面微地震资料中随机噪

5、声进行有效压制的同时最大限度保留有效信号是微地震信号处理过程中的重点和难点。Shearlet变换是一种多尺度、多方向且各向异性的分解算法，对方向性信号及低信噪比数据具有较好的处理效果。根据变换域内有效信号和随机噪声的不同特点，通过阈值对Shearlet系数进行处理可以实现去噪目的，其中阈值有着关键的作用，而采用单一的阈值来处理具有不同特性的系数，会使去噪后的信号中要么存在较多噪声残留，要么有效成分严重损失。于是，针对上述存在的问题并根据地面微震数据的特点，本文提出了一种新的基于自适应阈值Shearlet变换的微地震数据去噪算法。新算法在SURE准则下计算出各个子带方向的基础阈值，根据变

6、换域系数及其周围邻域系数引入调节因子，从而利用该因子对基础阈值的大小进行自适应的约束，最终获得各个变换域系数的自适应阈值，实现对具有不同特点的系数采用不同的阈值及阈值处理技术，解决了传统方法采用固定阈值处理所带来噪声压制不理想的问题。本文全面分析了Shearlet变换的基本原理以及模拟和实际地面微地震记录中有效信号与随机噪声的分布特点。通过单道模拟实验的去噪前后波形和频谱对比均说明本文算法在噪声压制方面的优越性。将本文算法应用于模拟记录和实际地面微地震记录的噪声压制中，并与传统滤波方法进行对比，实验结果表明本文方法在压制随机噪声和保护有效信号方面均优于其他方法，解决了传统方法采用固I定

7、阈值处理所带来随机噪声压制不理想的问题。关键词：地面微地震勘探，随机噪声，Shearlet变换，SURE准则，自适应阈值IIAbstractAdaptiveThresholdShearletTransformforSurfaceMicroseismicDataDenoisingMicroseismicmonitoringtechnologyisthegeophysicaltechnologythatmonitorstheeffects,cons