一种快速收敛的抗噪POCS地震数据重构方法.PDF

2015 年06 月 APPLIED GEOPHYSICS （应用地球物理） 第12 卷，第2 期 一种快速收敛的抗噪POCS 地震数据重构方法//A fast-convergence POCS seismic denoising and reconstruction method, APPLIED GEOPHYSICS, 2015, 12(2), P. 169-178. DOI: 10.1007/s11770-015-0485-1 一种快速收敛的抗噪POCS 地震数据重构方法 1,2 ♦1,2 3 1,2 葛子建 ，李景叶 ，潘树林 ，陈小宏 （1. 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2. 中国 石油大学(北京)海洋石油勘探国家工程实验室，北京102249；3. 西南石油大学地 球科学与技术学院，成都610500 ） 摘要: 地震数据重构是地震数据处理的重要步骤之一，重构算法的精度、效率与 抗噪性是地震数据重构技术的核心研究内容。研究针对傅里叶域凸集投影（POCS ） 算法，在定义的最优阈值评价标准基础上，提出了反比例阈值模型，该模型具有 在大系数区间比指数模型更快下降速率、而在小系数区间比指数模型更慢下降速 率，从而在保证弱反射信号重构精度的同时有效提高POCS 地震数据重构算法计 算效率。为提高反比例阈值对不同地震数据特点的适应性，在地震数据谱能量分 布差异性特征分析基础上，研究提出了在反比例阈值模型分母上增加适应地震数 据谱能量特征的因变参数，通过调节该因变参数获得适应不同地震数据特点的最 佳阈值曲线，进一步提高算法的计算精度与计算效率。为了实现重构过程中随机 噪音的自适应衰减，提高重构后地震数据信噪比，研究提出了数据驱动的加权回 加系数计算策略，利用每次迭代对应数据驱动阈值占阈值区间的百分比获得加权 回加系数。研究将新方法应用于模拟三维数据和实际三维地震数据，分析结果表 明反比例阈值相对传统阈值在提高数据重构计算效率和精度方面具有明显的优越 性，新提出的加权回加系数计算策略能有效提高重构数据的信噪比。 关键词：凸集投影，傅里叶变换，阈值模型，重构，去噪 引言 地震数据规则化方法可以分为两大类。第一 大类主要基于信号处理原理，包含三种方法：一 种是基于变换函数，如傅里叶变换(Duijndam et 在野外资料采集中，由于复杂环境、仪器故 al., 1999; Trad, 2009) 、拉东变换(Kabir and 障、经济成本等限制，采集到的地震数据往往是 Verschuur, 1995; Trad et al., 2002)和曲波变换 不规则、非充分采样的。不规则缺道地震数据对 (Naghizadeh and Sacchi, 2010; Liu et al., 2011; 资料处理会产生严重影响，如时移地震重复性处 Kong et al., 2012) ；另一种是基于预测误差滤波 理、地表相关多次波去除、叠前偏移等。因此，