OBN地震数据成像处理基本逻辑与关键方法技术

海洋油气勘探逐渐进入深水深层勘探领域,地下地质构造复杂(横向变速剧烈)、目标油藏复杂(由以构造油气藏为主转向构造与地层岩性油气藏并重),同时还可能伴随海底地形及附近岩性的复杂变化,所有因素促使海洋油气地震勘探技术不断变革。提高海洋油气勘探效益的首要问题是发展尽可能满足高精度地震波成像需求的地震数据采集技术及对应的高精度地震波成像技术。当前,无论海上和陆上油气地震勘探,“两宽一高”地震数据采集技术和全波形反演(FWI)/最小二乘逆时偏移(LS_RTM)为代表的地震波成像技术是标志性的领先技术。海上油气地震勘探中,海底节点(OBN)地震数据采集是目前业界公认的、最有可能真正实现“两宽一高”地震数据采集的技术。与拖缆数据采集相比,OBN数据采集具有宽方位照明、数据信噪比高、无检端鬼波、存在实测的(至少一阶自由表面相关)下行波场、四分量观测等优点。尤其是宽方位照明和存在至少一阶自由表面下行波场的特点,使得OBN数据具备了对中深层复杂构造和近海底介质进行高精度成像的能力。着重讨论了高精度地震波成像对地震数据采集的要求,指出OBN数据采集在海洋油气勘探中的必要性;分析了OBN数据采集的地震波场的特点,据此提出OBN数据地震波成像处理的基本逻辑及相应的关键技术;认为海洋油气勘探中地震波成像处理的特殊问题主要由特征反射层引起,海水面、海底面和地下介质中若干强反射层构成了这些特征反射层,提出了模型驱动波动理论特征反射层相关多次波预测与压制的技术路线,并对比了几种代表性的多次波预测的基础理论;指出对应当前的线性化偏移成像算子叠前数据域与叠前成像域是等价的,据此以成像道集后处理为中心,给出期望成像道集的定义,将弱旁瓣、定量的反射系数作为保真高分辨地震波成像的目标,在两个域中尽可能完美实现地下同一反(绕/散)射点、不同炮检距反(绕/散)射子波的同相位叠加,尽可能好地实现保真高分辨带限反射系数的成像;提出最好把带限反射系数成像推进到宽带波阻抗成像的技术路线;结合OBN数据的特点,给出了OBN数据地震波成像处理的基本技术流程,指出各环节的关键方法技术。最后,针对OBN数据四分量观测的特点,指出是实际观测的多波地震波场中的波现象(主要是P_SV波)与地震波传播及模拟理论不匹配导致了当前多波成像结果达不到预期,建议重点研究实际观测的多波地震波场中的波现象与地震波传播及模拟理论不匹配的物理根源,而不是发展更高端的矢量波成像算法。期望本文的思想观点对OBN地震勘探在海洋油气勘探中的进一步应用产生积极的促进作用。

星载SAR数据成像的并行和实时处理研究——曙光机的应用实例

星载合成孔径雷达成像数据量大,实时性要求高。该文阐述在曙光2000-Ⅱ型巨型并行计算机上完成星载合成孔径雷达CS算法的并行处理。并利用该并行机完成了对CS算法的实时成像系统并行化结构的系统仿真。实验结果表明该文提出的并行算法可在曙光2000-Ⅱ型巨型并行计算机上获得很好的效果。

浅析SHADOWS合成孔径声纳的数据成像处理技术

与传统的成像声纳相比,合成孔径声纳(Synthetic Aperture Sonar,SAS)具有成像分辨率高、分辨率恒定等优点;但其成像处理数据量大,处理技术复杂,致使后处理工作量大、成图慢。基于我国引进的第一套SHADOWS合成孔径声纳系统,介绍了该系统的成像处理技术,分析了该技术的特点和难点;并采用XTF格式原始数据文件和快速分块反向传播投影(FFBP)算法进行图像后处理。相对于传统的实验室理论仿真实验,通过海试验证了该技术的可行性和适用性,并提出了存在的问题及解决办法。

图形处理器并行计算在大规模地震数据成像处理中的应用

图形处理器通用计算在加速地震数据处理中得到了广泛的研究及应用。随着地震成像计算需求的不断增加,如何在大规模计算中充分利用图形处理器资源,达到最高的计算效率是不断推动其工业应用的基础。本文以Kirchhoff类时间偏移、深度偏移,逆时偏移,单程波偏移为主,在前期研究的基础上,提出了各方法的大规模数据并行计算策略:其中,Kirchhoff方法中,通过对数据域的按偏移据分解,达到单图形处理单元中最多成像点的输出,进而达到效率最优;在逆时偏移中 ,通过采用流处理、多核并行以及计算区域多卡分解等策略,达到多卡计算时间和单卡对比的线性效率增加提高;单程波偏移中,采用多核并行以及单层输出,保证了大数据计算的内存需求。以上述框架为基础,可以将计算扩展到更为复杂介质和模型的偏移计算中,促进图形处理器在地震成像工业计算中的发展和应用。

星载SAR数据成像的并行处理研究——SGI机的应用实例

星载合成孔径雷达 (SAR)成像处理数据量大 ,实时性要求高 ,文中阐述在 SGIOrigin2 0 0多 CPU计算机上完成星载 SAR改进 RD算法的并行处理 ,并利用该机完成了对改进RD算法成像的并行算法的系统仿真。试验结果表明 ,所提出的并行算法可在 SGI多 CPU机上获得很好效果。

C#与Matlab混合编程在HDPE膜数据成像中的应用

填埋场渗漏检测系统是以Visual studio 2010为开发平台,C#为编程语言,Matlabr2009a为主要做图工具的软件。针对其数据成像功能,文章提出了一种以C#与Matlab混合编程的数据成像方法,它通过相关算法去除干扰数据达到成像效果,并将生成的Matlab图像嵌入到VC界面,使HDPE膜的成像效果更加明显并提升了系统的运行速度。

我国5颗卫星担负灾区数据成像任务

四川雅安7．0级地震发生后，国家国防科工局立即启动应急预案，动态跟踪军工单位受灾受损情况，确保军工设施安全。国防科工局同时紧急启动卫星监测，全力支持抗震救灾。

宽区域的OBS多次波数据成像

利用海底地震仪（OBS）记录的水层多次波对加拿大西部近海的海底结构进行成像，将成像结果与常规一次反射数据成像结果对比。这一多次波偏移成像（镜像成像）方法利用了海底之上的下行压力波场，其特点是数据完全不含任何一次反射的信息，而是由这些反射的虚反射信息构成了接收信号。镜像成像方法是利用针对一次反射波的克希霍夫叠前深度偏移算法对接收的虚反射数据进行成像。通过对数据和速度模型的一个简单处理：假定检波器不位于海底而是位于海面上二倍于水深的高度位置，可以解决穿越水层的多次波的附加传播路径。偏移结果表明，与利用一次反射波成像的常规方法结果相比，尤其在反射体很浅且OBS间距稀疏时，多次波偏移成像方法对海底下的结构提供了更宽的照明。镜像偏移方法的成像结果与垂直入射的漂缆数据（单道）在照明度上是相当的。

用于热成像数据的卷积神经网络特征图筛选方法

红外热成像数据可以有效辅助可见光图像数据,弥补其在天气和光照条件上的不足。现有的研究往往借助域适应将基于可见光图像数据训练得到的卷积神经网络用于处理热成像数据,以弥补热成像数据缺少大量标注训练集的不足,但是这类方法仍无法避免一定程度的训练。而一些研究者发现,图像在频域上呈现域不变成分和随域改变成分的分离现象。受这一现象的启发,提出一种基于离散余弦变换和卡方独立性分数的卷积神经网络特征图筛选方法。利用频域分离域不变成分和随域改变成分,借鉴卡方独立性检验的思想提出基于频段分量的独立性分数,用于度量特征图的差异度,使用聚类将特征图分类,保留主要包含域不变成分的特征图分支,得到适用于热成像数据的网络。实验结果表明,该方法可以充分利用预训练卷积神经网络的潜在预测能力,且不需要重新训练模型。预训练网络无法预测热成像数据,而筛选后的网络前5位预测结果与目标相关的比例最高可达90%。

彩超多模式弹性成像技术鉴别诊断乳腺成像报告和数据系统3类、4a类乳腺病灶的价值

目的探讨彩超多模式弹性成像技术鉴别诊断乳腺成像报告和数据系统(BI-RADS)3类、4a类乳腺病灶的价值。方法选择2022年4月至2023年4月九江市中医医院收治的BI-RADS 3类、4a类60例乳腺肿块患者作为研究对象,均行彩超多模式弹性成像技术检查。分析BI-RADS 3类、4a类乳腺病灶的超声特征及超声弹性成像指标,以手术病理活检结果为金标准,分析彩超多模式弹性成像技术诊断价值及其与病理诊断的一致性。结果60例乳腺肿块患者中良性肿块42例,恶性肿块18例;恶性肿块形态非平行生长、边缘不光整、内部回声不均匀、钙化比例均高于良性肿块,差异有统计学意义(P<0.05);恶性肿块弹性指数、弹性成像评分、弹性图像与灰阶图像上的面积比均高于良性肿块,差异有统计学意义(P<0.05);彩超多模式弹性成像技术诊断BI-RADS 3类、4a类乳腺病灶的灵敏度、特异度、阳性预测值、准确度、阴性预测值分别为90.48%、77.78%、90.48%、86.67%和77.78%。Kappa检验显示:彩超多模式弹性成像技术与病理诊断的一致性尚可(Kappa值=0.683,P<0.001)。结论彩超多模式弹性成像技术在BI-RADS 3类、4a类乳腺良恶性病灶的诊断中有较高的临床价值,诊断结果与病理诊断一致性尚可,能够为临床诊治乳腺肿块提供指导。

基于大数据的低照度微弱点目标激光成像方法

低照度微弱点目标图像存在亮度低、异常像素点多、噪声严重等问题,为此提出基于大数据的低照度微弱点目标激光成像方法。通过激光扫描得到低照度环境下的图像数据维度,计算三维空间域内的像素点运行轨迹,获取大数据成像信息。采用自适应阈值方法对低照度环境下的成像信息数据进行过滤处理,去除图像高斯噪声,同时保留图像纹理信息数据。将降噪处理后的图像数据输入前级卷积神经网络,完成低照度微弱点目标激光成像。实验结果表明,所提方法熵值保持在1以上,且成像亮度失真度低、对比度高、纹理特征显著,满足低照度环境需求。

数据成像中的数字技术场景嵌入与机制创新——以基层党建工作选人用人机制为例

在新时代党的建设中,互联网和数字技术成为最大的变量。数字技术提高了基层党建选人用人工作的精准性与全面性。将数字技术与数据要素应用于对干部的综合性信息描摹,就是“数据成像”的过程。“数据成像”与大数据选人用人已经成为部分地方或基层党建工作的亮点。“数据成像”技术嵌入选人用人工作实现了动态数据与静态数据相结合、零散数据与集合数据相结合、数据内容延展性与补充性相结合。然而,以“数据成像”为基础的大数据选人用人在实践中与理论预期仍然存在一定距离,包括收集数据的广度尚显不足、运行中具有较强的主观色彩、反馈的结果精确性不足等。实现数字技术、数据要素与传统选人用人模式的深度嵌合,需要进一步发挥大数据的技术优势,同时依照数字技术在选人用人中可发挥的实际效能兼顾其工作兼容性,防范技术本身的局限性,不断推进选人用人工作的技术创新与制度创新。

夜间激光雷达成像数据的降噪技术

为改善图像质量,设计夜间激光雷达成像数据的降噪技术。测算目标与雷达之间的距离信息,生成目标激光雷达图像;通过快速混合蛙跳算法增强目标激光雷达图像,采用Contourlet变换算法进行图像去噪,通过拉普拉斯塔形分解与方向滤波器组完成图像的多分辨率多方向分解,并利用Contourlet逆变换重构激光雷达图像,获取去噪后的结果。经实验验证:该技术在测量激光雷达图像时误差较小,最高为0.6像素,图像增强后的夜间激光雷达成像峰值信噪比与白天的差值为11 dB,且降噪后图像结构相似度可达到0.9以上。

成像光谱数据的光谱信息特点及最佳波段选择——以北京顺义区为例

波段宽度为纳米级的成像光谱数据 ,具有几十乃至几百个光谱通道 ,它们各有不同的特点。如何根据具体的应用目的 ,在这众多的波段中选择出最佳波段 ,对于有效地进行成像光谱数据的处理、分析及信息提取是至关重要的。本文以北京顺义区成像光谱数据为例 ,首先根据所有通道的相关性 ,将其分为若干组 ,然后通过全面分析成像光谱数据的光谱信息特征 ,在综合考虑各波段的信息含量、波段间的相关性、波段的可分性以及地物光谱的吸收特性等因素的基础上 ,提出了面向对象的选择成像光谱数据最佳波段的基本思路和方法。

成像光谱数据在城市遥感中的应用研究

采用高空间分辨率的航片与高光谱数据对城市进行遥感研究。利用高空间分辨率数据丰富的空间信息 ,以及高光谱分辨率数据丰富的光谱信息 ,提出了基于图像边缘检测和光谱分析的新型高光谱遥感图像分类方法 ,对城市地物覆盖以图斑为单位进行分类。从而证明对复杂的城市环境进行遥感研究 ,这种方法是有效的。

一种新的激光成像数据多视粗拼接算法

针对激光成像数据的多视拼接问题,采用先粗后细的拼接策略,提出了一种新的粗拼接算法。该算法首先估计出待拼接点云数据存在的旋转偏移角,再通过相应的旋转来消除这种偏移,从而实现粗拼接。在此基础上,采用精确拼接ICP算法作最终拼接。实验表明,本文提出的粗拼接算法能够有效地实现不同视点下激光成像数据的粗拼接,该方法简单、高效,且适用于不同分辨率的数据拼接。

基于机载成像光谱数据的宜兴市土地利用/土地覆盖分类方法对比研究

对宜兴市机载成像光谱数据辐进行射畸变纠正、几何精确纠正和辐射定标等预处理,获得高光谱反射率图像。利用相关系数、均方差、离散度等统计特征进行面向土地利用/土地覆盖目的的波段优选,采用高光谱像元提纯分析工具获得分类所需的终端单元,并利用终端单元进行了研究区土地利用/土地覆盖分类对比研究。研究发现:最大似然法分类精度低,整体精度为84.89%,而二进制编码、神经网络分类和光谱角分类方法精度较高,整体精度分别为87.12%,88.75%,90.41%。这说明光谱角分类是最有效的高光谱影像土地利用/土地覆盖分类方法,文章研究采用的高光谱预处理以及波段选择方法是正确的。

球体磁力异常三分量数据空间成像

目前的三分量磁测不同于以往地面磁法勘探中的水平分量、垂直分量或是磁异常总场的单一测量,而是同时测量出地磁场的三个分量(Za,Hax,Hay或T,D,I)的矢量测量,增加了来自于场源的信息量,并且三分量磁测数据具有矢量空间性,在图形成像方面可以克服单一分量平面图示的单调性,利用全空间矢量指向,可以提高对场源地质解释的可靠程度。本文基于球体模型来研究磁异常三分量的成像原理及特征规律,进而为研究实际磁源体奠定理论基础。首先正演计算出三个方向分量的数据为三维成像的绘制提供可靠保证,然后在Visual C++6.0的MFC开发环境下,结合OpenGL的库函数进行三维图形的绘制。所编写的绘图软件可提供对应三分量磁力仪测量数据的成像功能,为三分量磁力仪的应用作一些基础性工作。

机载成像光谱数据预处理方法研究——以江苏宜兴市为例

该文基于土地利用 土地覆盖分类目的 ,对国产 12 8波段的宜兴市机载成像光谱数据进行了数据导入、镜像变换、辐射畸变纠正、相对反射率转换和几何精纠正以及多航带间的镶嵌试验研究。通过分析发现 :经验线性法定标效果明显好于其他两种定标方法 ;图像精纠正后多条带镶嵌图能够与土地利用现状数据库较好吻合。

基于DN值趋势面的成像光谱数据低信噪比波段修复研究

针对利用成像光谱数据进行反射光谱重建时,因连续多波段低信噪比图象的噪声造成的影响问题,提出了一种基于低信噪比波段DN值趋势面的图象修复方法.该方法在准确估计修复图象DN值均值趋势面的基础上,通过引入能量比约束条件,将高度相关的邻近波段方差信号引入修复图象,从而不仅较好地消除了噪声对反射光谱重建的影响,而且改善了低信噪比波段参与合成的图象质量.实验结果表明,该方法以一种新的低通滤波思想实现了修复病态波段、恢复光谱特征这一应用目标.