[发明专利]基于地震勘探环境噪声空间秩相关系数的复扩散去噪方法

摘要

基于地震勘探环境噪声空间秩相关系数的复扩散去噪方法属地震勘探环境噪声的去噪技术领域，本发明包括：计算地震勘探数据的Kendall空间秩相关系数；利用相关噪声与同相轴空间持续性的不同，获得不同的Kendall空间秩相关系数；基于Kendall空间秩相关系数的斜坡保持复扩散噪声压制。本发明能有效解决斜坡保持复扩散方法去噪结果中残留大量相关噪声的问题，此外，利用空间Kendall秩相关系数构建的自适应扩散系数，可对背景噪声和有效信号进行不同程度的扩散，进一步改善地震勘探数据的去噪质量；模拟数据和真实沙漠地震勘探数据的实验结果均表明：本发明对沙漠地震勘探噪声具有明显的抑制作用，能有效去除相关噪声。

主权项

1.一种基于地震勘探环境噪声空间秩相关系数的复扩散去噪方法，其特征在于包括下列步骤：/n1.1计算地震勘探数据的Kendall空间秩相关系数：/n利用检波器对二维地震勘探数据进行采集，假设在采集到的二维地震勘探数据D中，有N条地震道，每道有M个样本点，取一个分析窗X，以当前样本点d_ij为原点，沿时间方向上取m个样本点作为窗的长度，沿着地震道方向取n条地震道作为窗的宽度，则窗X内数据为m×n大小的一个窗；以当前样本点水平方向上相邻的样本点d_i(j+1)为原点，以相同方式取与窗X相邻，大小为m×n的另一个窗作为窗Y的数据；/n将两个窗X和Y中对应位置上的元素组成一组数据对(X_p,Y_p)，利用以上两个窗内的数据计算Kendall空间秩相关系数，为了方便计算将矩阵中的元素代入到公式中：/n /n式中：/n其中：sgn(·)是符号函数，τ_ij表示第i行第j列元素对应的Kendall空间秩相关系数，当滑动窗遍历二维矩阵d的全部数据后，得到相关系数矩阵τ，Kendall空间秩相关系数矩阵中的每个相关系数τ_ij表示以d_ij为原点的相邻窗X和Y的Kendall空间秩相关程度；/n相关系数矩阵中的每一个元素，代表这个位置周围邻域的数据在空间上的相关程度的强弱，当相关系数为正，说明这部分地震数据具有空间正相关的性质，其空间变化趋势一致；当相关系数为负，说明这部分地震数据具有空间负相关的性质，其空间变化趋势不一致；当空间相关系数为0，说明数据之间呈现相互独立的状态；/n1.2空间相关噪声与信号的区分/n在计算Kendall空间秩相关系数的时候，根据单位周期内信号的时间长度选择窗X和窗Y的长度m，使得窗内的数据可以表征该段时间内数据的变化趋势；窗的宽度n分别取整数2≤n₁,n₂…,n_N≤10；/n在利用不同宽度的窗对二维地震勘探数据计算Kendall空间秩相关系数的时候，固定其中一个窗X,另一个窗Y在自下而上一定区域内滑动；若在某个角度上的Kendall空间秩相关系数的值较大，且几乎不随着窗的宽度n的改变而改变，则说明该区域的数据为同相轴；若Kendall空间秩相关系数的值在某个角度上随着窗宽n的改变变化较大，则说明该区域的数据为相关噪声；若Kendall空间秩相关系数的值在各个角度上都比较小，而且不随窗宽n的变化而改变，说明这部分区域的数据为随机噪声；/n根据Kendall空间秩相关系数的取值，选择窗的宽度n_i，使得同相轴与相关噪声计算出来的Kendall空间秩相关系数具有较大的差异；这时利用长度为m宽度为n_i的窗计算出Kendall空间秩相关系数；绘制Kendall空间秩相关系数的概率密度分布曲线，找到概率分布密度曲线中的波谷，波谷对应的Kendall空间秩相关系数就是区分同向轴和相关噪声的阈值；由于随机噪声的Kendall空间秩相关系数较小，所以在利用阈值过滤相关噪声的同时，也会有效的将随机噪声过滤掉；/n1.3基于Kendall空间秩相关系数的斜坡保持去噪算法的噪声压制：/n利用Kendall空间秩相关系数改进斜坡保持去噪算法中的扩散系数C(Im(I))的数学表达式为：/n /n其中：I是地震勘探数据；Im(·)表示虚部因子；θ为角度参数；K＝e^-aλ(τ,Th)是一个与阈值函数λ(τ,Th)有关的函数，阈值函数的数学表达式为：/n /n其中：α₁为实参数；τ为Kendall空间秩相关系数；Th是用来区分信号和噪声的阈值；/n将改进后的扩散系数带入到斜坡保持去噪算法中，得到最终的去噪结果。/n