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1、.,o.第28卷第4期勘探地球物理进展Vol28Nro.,2005年8月PgressinExPlorationGeoPhysiesAug2005一一一文章编号:16718585(2005)04026506地震数据时频分析与分频处理,蔡希玲吕英梅,(中国石油天然气集团公司东方地球物理公司研究院河北啄州072750):,,摘要在地震数据处理过程中时频分析技术可较好地描述信号和噪声的频率随时间变化的规律即时频分析可,、,,以细致地刻画数据中各类波的时频结构和性质其重要性在于能直观地识别检测和分类数据因此可采取有,。,针对性的措施以提高每一个步骤的处理精度简述了时
2、频分析的方法原理介绍了适应于地震数据分析的窗,,。函数的选取方法并展示了分频噪声压制的应用效果说明分频处理是提高数据处理保真度的有效方法:;;;;关键词时频分析时频谱图窗函数噪声检测分频处理中图分类号:P631.4+43文献标识码:A,〔4。〕地震波在地下介质中传播时近地表的非均质谱图,。性和地层的非完全弹性导致地震波的弹性能量不设地震信号S(t)其频谱为S(动用频率窗,,,可逆转地转化为热能而耗散激发产生的原始地震函数H(动给频谱S(动加窗并且取时间变换即。。F。盯子波在传播过程中不断地变化着子波的形变程ier逆变换用下面的方程定义短频时间变换、、。,、
3、If、。,,。,,、,,,‘‘度和形变速度受近地表的衰减岩石的吸收透射‘创“‘s‘田凡(,一’H“’山‘’,忘J一“损失及散射等因素的制约加上采集过程中各种噪,建立时间窗函数h(t)与频率窗函数H(动的声的干涉使得仪器接收到的地震数据是多种因素,影响的复合体。因此,野外采集到的地震信号无论关系式即_‘,,、。,,。_i1厂在时间上还是在空间上都是典型的非平稳信号月气田,一”、‘,e‘一“石(2),。r厉舜」长期以来F盯ie变换是地震信号分析的主,,那么要工具但对于非平稳信号Fourier分析存在以下,田田‘.t:ouerS()=尸5()(3)局限¹Fri变
4、换假定信号在整个时间轴是平re一j,,短时Fourle变换除了相位因子“之外和短频稳的在时间域和频率域互换时只能反映信号的。For总体特征;Fo盯ier时间变换是一样的无论是短时盯ie变换还º变换可对信号进行时域或频。,是短频时间变换都可以用来定义联合时频分布域分析但无法准确描述非平稳信号的时变特。,、征[l一3〕因此分析和处理纵横向均非平稳的地也就是,,““t。。t。P()一}S()}一}凡()}(4)震数据需要有相应的工具本文介绍一种时频分,,,该式表明时频谱图可以用来研究在某一特定析方法可细致地分析地震信号的时变特性揭示。,频率的时间特性可通过选择窄
5、的H(aJ)或等效地震数据的内涵因此便于实现地震数据的精细处。理分频处理。文中展示分频处理在噪声衰减地取宽的h(t)来进行,x—,对于一个地震道(t)应用上述方法可产生方面的应用效果说明分频处理能够改善去噪结果,,,,。一个二维时频谱图X(t动对于二维地震数据时的保真度进而提高数据处理精度频分析的结果为三维数据体。1.2时间窗函数的选取1时频分析方法原理,时频分析中窗函数的选择有多种方式可根据。1.1时频谱图所解决问题的实际情况选择适当的窗函数如在、,短时FO盯ler变换是研究非平稳信号较常用频率域可选择三角窗汉明窗等在时间域选择。ee:uttort。ue
6、r,Rik子波及bwh子波等我们根据地震的方法在短时Fori变换中我们强调研究在,。,数据的特征和实际处理中应用的习惯选择带通子t时间上的频率特性同理也可以要求在某一特定的频率范围内研究信号时间特性。当要求估计:一0一31;:一03一28。,,收稿日期20051改回日期2005某一频率的时间特性时取短的频率和长的时间:,,,第一作者简介蔡希玲(1962一)女高级工程师长期从事地震数,一以这种方式对信号进行时频域的分析计算时频据分析和处理方法研究工作。266勘探地球物理进展第28卷。(二2波和俞氏子波作为窗函数bo(t)=九)sincZ(二几t)一7t7t1
7、)带通子波(图1a)。是地震数据处理中最常(二一儿),、(兀儿)2SincZ(二:)-用的子波之一具有效果直观应用方便灵活的特;7r二],(二一f3)点低截频和高截频分别为五和介的理想带通子,,7r2,八「(九)一波的表达式为1下尸丁一一卜下二slnc气叮JZL夕一‘、7TJZ一兀JI少。,5。二‘,。二:,。()一(12儿一i2了).了、一口石另、产曰nl二“毛(fl)·in一(二,)(6)fl(7r二五)」,介一实际应用中常对理想子波进行处理,,:式中九一人几一九分别为频率域低截频和高截sOby子波rm。频处的斜坡带图1带通子波及其频谱(a)和俞氏子波
8、及其频谱(b)。、er2)俞氏子波困是由不同宽度的Rick子波地分
