《地震信號建模與套用》是依託同濟大學，由王華忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：地震信號建模與套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王華忠
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
勘探地震學中精確的反演成像是核心問題。地震數據的預處理對反演成像結果起著至關重要的作用。在現代信號分析理論下對地震信號進行分析和處理是必然的發展方向，其中信號模型的建立和Bayes框架下的稀疏和冗餘的信號表達是關鍵。地震信號是特定震源激發在地層介質中傳播並觀測到的反射/散射波場，線性和非線性時間相位規定的地震反射子波加上隨機噪音是地震信號的基本描述。基於上述總的判斷，本項研究試圖從總結實際地震數據中地震信號和噪音特點出發，根據地震波散射理論分析帶限信號子波的波形特徵，建立描述子波的參數模型；藉助統計方法建立統一的包含線性和非線性時間相位變化特點地震信號模型，發展實用有效的信號稀疏和冗餘表達的計算方法。所發展的模型示範性地套用於高維地震數據規則化和噪音壓制中。
結題摘要
地震波反演成像是勘探地震學中的核心研究方向。Bayes框架下的反演理論奠定了地震波反演成像的理論基礎。實測地震波場（信號）的高斯分布假設是地震波反演成像的基本假設。實際上，實測地震波場並非嚴格滿足高斯分布假設，導致此假設下的地震信號處理（譬如去噪、數據規則化、鬼波壓制等）和彈性參數估計的效果都不理想。本項研究就是在此認識背景下展開的。 項目重點研究了兩個問題：地震信號（波場）的稀疏特徵表達方式；地震信號稀疏特徵表達在地震數據預處理各環節和彈性參數反演成像中的套用。 4年項目研究過程中取得的重要成果可以總結為： （1） 建立了頻率空間域局部平面波表達的正問題，在此正問題的基礎上並依據Bayes反演理論，提出了L1範數和L0範數下的地震波場表達稀疏表達方法。這種方法理論被用於地震信號去噪、數據規則化、Beam波束形成、多次波預測等過程中，發展相應的數據處理方法技術。 （2） 把上述線性相位信號的預測拓展到非線性相位預測，提出了修正的預測方法。該方法被用於特徵波場提取過程中，為我們提出的特徵反射波層析成像準備基礎數據。該方法也得到了更好的去噪和去多次波的效果。 （3） 根據我們對地震場特徵表達的認識，我們提出了特徵波反演成像的理論框架。把全波形反演（FWI）發展成特徵波場反演（CWI）。這應該是針對我國陸上低信噪比數據的更有效的反演成像技術體系。 （4） 根據地震數據的稀疏表達特點，我們提出了編碼與解碼框架下的多次波預測與反演的理論框架。在此框架下形成了統一的多次波壓制技術體系。 本項研究的科學意義體現在：研究結果指出了任何反演問題都是建立在特徵數據與特徵參數場之間存在緊密聯繫的基礎上的；任何實用化的反演技術體系的構建必須建立在數據的特徵表達、模型參數的特徵表達以及二者之間關係的基礎上。
