小波变换方法在地震资料噪声消除中的应用-物探与化探.PDF

　第３１卷第３期 物　探　与　化　探 Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．３　 　２００７年６月 ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ Ｊｕｎ．，２００７　 小波变换方法在地震资料噪声消除中的应用 钟 凌 云 （铁道第五勘察设计院，北京　１０２６００） 摘 要：小波变换方法由于具有同时在时间域与频率域分析的特点，在信号的分析处理方面得到了广泛的应用，将 其应用于地震信号噪声的处理，有着更好的应用前景和研究价值。笔者的研究工作主要围绕小波变换消噪过程中 阈值方法的选择及阈值的选取，同时将一维小波方法与ＦＫ滤波方法、二维小波方法与ＦＫ方法以及这３种方法 结合起来进行噪声的去除，用于实际数据处理，效果较好。 关键词：地震信号；小波变换；面波；随机噪声；去噪；阈值 中图分类号：Ｐ６３１．４　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１０００－８９１８（２００７）０３－０２４５－０５ 　　实际地震资料中通常含有各种能量强弱不一的 阈值方法对随机噪声进行消除，考虑到尽可能保持 噪声干扰，这些干扰极大地降低了资料的信噪比，给 高频有效信号，选择硬阈值处理。 其后的反褶积、叠加与偏移处理都带来了很大的影 二维小波方法用于二维信号的噪声处理一个很 响。高分辨率地震处理建立在高信噪比的基础之 大的优势是其考虑了信号的空间相干性，而相干性 上，因此，压制这些干扰很有必要。小波变换作为一 符合地震信号的特点。而单独使用二维小波变换方 种近年来迅速发展的方法技术，由于其具有同时在 法去噪同样面临噪声消除不彻底的问题。笔者尝试 时间域与频率域分析的特点，在信号的分析处理方 将二维小波变换方法用于一维和ＦＫ方法联合消 面得到了广泛的应用，将其应用于地震信号噪声的 噪处理后的地震剖面，消除剩余的面波干扰和其他 处理，有着良好的应用前景和研究价值［１－４］。 相干干扰，同时对直达波和折射波进行压制。 阈值方法虽然广泛应用于信号噪声处理，但很 １　基本原理 多都是有针对性的，即根据所研究信号的不同而形 式多样，在进行地震信号噪声处理时，就其噪声的特 １．１　小波变换中阈值的选取 点选取合适的方法。将某种信号噪声处理效果好的 阈值处理方法大体分为２种：软阈值和硬阈值。 阈值方法，应用到地震信号中可能就不是很适用，因 硬阈值处理是把信号小波变换的模与阈值比较，小 此有必要对地震信号小波消噪处理中的阈值方法有 于或等于阈值的小波系数变为零，大于阈值的点保 更清楚的认识，确定比较适用的方法。 持不变；而软阈值处理是把小波系数模大于阈值的 ＦＫ滤波是一种利用频率和视速度差异对面波 点变为其与阈值的差值，两者的具体区别如下［７］ 进行消除的方法。通过对地震信号的ＦＫ谱进行 （ｔ）　 ｜（ｔ）｜＞ χ χ λ λ ＝ ， （１） 分析，进而确定面波能量的大致区域，进行有效切 ｈａｒｄ {０ ｜（ｔ）｜ χ ≤λ 除，但ＦＫ滤波方法容易损失有效信号。使用一维 小波变换方法，通过小波分解，确定面波能量所处的 ｓｉｇ