[发明专利]基于两阶段优化的初至波自动拾取方法

权利要求书

1.基于两阶段优化的初至波自动拾取方法，其特征在于，包括：

对共炮点道集中的每个地震道的能量值进行归一化处理；

基于模板的范围带检测算法在每个地震道上采用垂直滑动窗口进行滑动，并与模板进行相关性计算，得到每个地震道的初至区间顶端样点下标；

根据每个地震道的初至区间顶端样点下标和垂直滑动窗口的大小，在共炮点道集上获取所有地震道初至区间组成的初至范围带；

在初至范围带内，采用改进的能量比率初至拾取算法计算每个地震道的初至波位置；

所述基于模板的范围带检测算法在每个地震道上采用垂直滑动窗口进行滑动，并与模板进行相关性计算，得到每个地震道的初至区间顶端样点下标进一步包括：

A1、获取第j道地震道，并初始化目标函数最小值r*＝+∞和垂直滑动窗口顶端样点下标d＝1；

A2、判断垂直滑动窗口顶端样点下标d是否大于地震道中的样点数量m与模板长度l的差值，若是，进入步骤A6，否则进入步骤A3；

A3、计算垂直滑动窗口中的样点能量值与模板间的距离w_d，并根据距离w_d计算垂直滑动窗口的目标函数值r_d；

A4、判断r_d＜r*是否成立，若成立，进入步骤A5，否则更新垂直滑动窗口的顶端样点下标d＝d+1，并返回步骤A2；

A5、更新目标函数值的最小值r*＝r_d，更新地震道的初至区间顶端样点下标d_j＝d，更新垂直滑动窗口的顶端样点下标d＝d+1，并返回步骤A2；

A6：输出第j道地震道的初至区间顶端样点下标d_j；

计算垂直滑动窗口的目标函数值的计算公式为：

其中，a、b和c均为加权调节因子；d′_j为第j道地震道的相邻地震道初至区间的平均顶端样点下标。

2.根据权利要求1所述的基于两阶段优化的初至波自动拾取方法，其特征在于，所述距离w_d的计算公式为：

其中，s_i，j为第j道地震道中的第i个样点；T_i为模板数组T中第i个模板值。

3.根据权利要求1所述的基于两阶段优化的初至波自动拾取方法，其特征在于，所述在初至范围带内，采用改进的能量比率初至拾取算法计算每个地震道的初至波位置进一步包括：

B1、初始化地震道的标号j＝1，循环变量i＝ne，其中ne为外部窗口大小；

B2、判断地震道的标号j是否大于地震道的总数量n，若是，进入步骤B9，否则进入步骤B3；

B3、判断循环变量i是否大于初至范围带的高度e，若是，进入步骤B7，否则进入步骤B4；

B4、计算第j道地震道中窗口底端样点下标为循环变量i的外部窗口和内嵌窗口的比值λ_j(i)：

其中，E_1，j(i)和E_2，j(i)为内嵌窗口和外部窗口中样点能量平方和的平均值；内嵌窗口的长度小于外部窗口的长度；

B5、根据比值λ_j(i)，计算第j道地震道中窗口底端样点下标为循环变量i的窗口的优化目标函数值Mλ_j(i)：

Mλ_j(i)＝|s_i，j*λ_j(i)|^α

其中，s_i，j为第j道地震道对应的初至区间中第i个样点的能量值；α和β均为常系数；

B6、更新循环变量i＝i+1，并返回步骤B3；

B7、根据优化目标函数值Mλ_j(i)，计算第j道地震道的初至波位置下标F_j：

F_j＝argmax(Mλ_j(i))+d_j；

B8、更新地震道的标号j＝j+1，并进入步骤B2；

B9、输出拾取的所有地震道对应的初至波位置下标。