基于A-CGAN的深反射地震数据随机噪声压制方法研究

基于深度学习的地震数据噪声压制方法是当前地震数据去噪处理的重要方向。深度学习方法突破了传统滤波处理的局限,在对常规地震数据的噪声压制中表现出效率高、信噪分离效果好的特点。但针对深部弱有效反射数据,当前的深度学习方法特征提取能力有限,难以取得较好的去噪效果。笔者等结合深反射地震数据特点,针对当前深度学习噪声压制方法在特征提取及对数据集依赖上的局限,提出了基于注意力循环生成对抗网络(Attention Cycle-Consistent Generative Adversarial Networks,A-CGAN)的深反射地震数据随机噪声压制方法。借助循环一致生成对抗网络(Cycle-Consistent Generative Adversarial Networks,Cycle-GAN)的域映射思想,降低对数据集的要求。为了构建适用于深反射地震数据的去噪网络,从3个方面对Cycle-GAN进行改进:在Cycle-GAN的生成器(去噪器)中加入残差结构和注意力机制,用于加深网络深度和提高其特征提取能力;在Cycle-GAN的鉴别器中使用块判决,提高鉴别精度和准确度;在损失函数部分加入感知一致性损失函数,提升网络模型恢复纹理细节信息的能力。通过合成地震数据和实际深反射地震数据测试,验证了优化算法的有效性,体现了良好的应用价值。

深地震反射剖面数据子库

深地震反射剖面数据子库 (简称SB1) ,系国土资源部深部地球物理探测数据库下属子库之一。经过需求分析、数据标准格式设计 ,采用MicrosoftAccess 97作为开发平台的深地震反射剖面数据子库 ,具备关系型数据库固有的一切功能。SB1由用户查询、维护管理和报表打印等 3个子系统组成。SB1收录了 1996年以前 ,即原地质矿产部和国土资源部地球物理工作者执行深部地质计划和前沿科技计划等专项计划获得的大量深地震反射剖面调查原始记录、处理成果与解释成果。经调研数据分布和保存状况 ,依照“深地震反射剖面数据入库技术规定”完成了深地震反射剖面数据收集、整理及登录。迄今为止 ,SB1共收录国土资源部深地震反射资料累计测线 19条、剖面长度 85 9km与入库原始记录数据量 3 5 .8GB ;原始记录、数据处理等入库数据记录格式皆统一采用地震勘探专业通用的SEG Y格式 ;并采用通用的刻录格式ISO 9660共刻录数据光盘 3 0张。SB1管理系统的库文件及其用户指南、管理员手册、系统盘说明等文档也已刻录成系统光盘 ,为数据共享以及其它应用提供了方便条件。

基于深反射数据的多道面波成像揭示申扎裂谷浅层S波速度结构

青藏高原普遍发育的南北向裂谷对认识青藏高原陆内造山过程和变形机制,探讨岩浆活动、成矿成藏机制具有重要的意义。位于青藏高原南部的申扎裂谷,发育在班公—怒江缝合带和雅江缝合带之间,垂直切割了冈底斯成矿带。本文针对申扎裂谷地震波信号弱、干扰强、频率变化大的特点,利用多道面波成像方法处理申扎裂谷及其邻区的81 km深地震反射剖面数据,获得了高质量的S波速度剖面。结合已有地质、地球物理资料对S波速度结构进行解释,重点研究了申扎地区的沉积层厚度以及S波高速异常特征,探讨了申扎裂谷的延伸情况,分析了浅部矿产分布与断裂的关系,讨论了热泉形成的可能成因,获得以下认识:申扎裂谷处的沉积厚度约1000 m;在剖面0~30 km范围下方1000 m以下有成矿潜力;热泉的存在印证了高温岩体的存在,为热液成矿提供了证据。

用高分辨率谱分解方法研究三河-平谷大地震区的深部细结构

深地震反射数据的深部具有低频、弱能量、低信噪比等特点,这为深部构造的正确解释带来了困难。稀疏约束反演谱分解方法是基于非稳态褶积模型的一种时频分析方法,该方法将谱分解问题描述成一个线性反演问题,将其与L1范数的正则化条件相结合,即可使其沿着满足约束条件的方向求解得到理想的时频谱。以上方法具有产生高分辨率时频谱和相位谱的能力,在石油地球物理勘探的储层低频异常检测、随机噪声衰减以及碳酸盐岩孔洞识别等方面取得了一定效果,但尚未有将其应用于深地震反射数据中的报道。文中将稀疏约束反演谱分解方法应用于三河-平谷8.0级大地震区的深地震反射数据中,通过单道数据测试说明该方法能够有效识别地震振幅异常,较为准确地重构地震信号;对叠加剖面的应用结果表明,在特定频段范围内的重构剖面及时频剖面与原始叠加剖面相比具有更高的分辨率,能够清晰地刻画出三河-平谷地区地壳深部被噪声湮灭的低频细节特征;高分辨率的时频相位谱具有丰富的相位信息,相位特征变化明显,可以借助时频相位谱对地壳浅部的断层进行识别,有助于判断构造边界;子波重构剖面以及高分辨率的单频相位谱有助于刻画出该区莫霍过渡带内部反射的精细结构特征。综合分析原始反射地震剖面、时频剖面以及子波重构剖面,有助于深入研究三河-平谷大地震区的深部精细构造,为后续深地震反射剖面的精细解释奠定了基础。