基于探地雷达信号瞬时质心频率的道路空洞追踪法

随着我国各类道路总里程的不断上升,道路检测需求也在不断增加,探地雷达(GPR)作为一种便捷的无损检测方法得到广泛应用。GPRMax是基于时域有限差分算法的模拟探地雷达探测软件,能够为探地雷达的应用研究提供数据支持。基于希尔伯特变换求取三瞬属性是处理探地雷达数据的常用手段,但传统的三瞬属性需要组合分析才能提高数据的精度。本文基于能量导数算子求取的瞬时质心频率有效提高了数据的分辨率,利用GPRMax软件模拟探地雷达探测道路空洞,通过对比分析数据的瞬时频率、瞬时振幅以及瞬时质心频率,验证了瞬时质心频率算法的有效性。

瞬时振幅相干法在储层预测中的应用

在砂泥岩速度差别小,甚至相互交叠,砂岩的自然伽玛值又偏高的情况下,常规的波阻抗加伽玛反演等方法难于准确确定砂体的展布特征。而瞬时振幅信息虽然与储层分布的关系密切,但抗噪能力较差,在断续问题上也容易造成人为误差。辽河盆地东部凹陷西斜坡沙河街组例子,是从瞬时振幅提取和相干分析的基本原理入手,运用瞬时振幅相干方法,通过井资料约束,实现了储层的横向分布预测。

基于行波瞬时振幅的高压直流输电线路故障测距方法研究

在研究高压直流输电线路行波到达时刻与行波特定瞬时振幅关系的基础上,分析瞬时振幅影响行波测距的机理,提出一种基于瞬时振幅的三端行波故障测距方法。利用希尔伯特黄变换形成故障暂态信号的瞬时振幅一阶微分图,根据瞬时振幅一阶微分图确定行波到达时刻与该时刻特定的瞬时振幅,形成高压直流输电线路故障测距算法。Simulink仿真实验结果表明,该方法与小波变换或行波瞬时频率的定位方法相比,具有更高的定位精度,几乎不受故障距离、故障类型、故障电阻的影响。

用瞬时振幅进行图像重建的方法

近年来,图像重建技术已在地震资料处理中得到应用,但是,目前多数方法一般都以改善地下界面的几何形态为研究对象,很少涉及岩性特征。针对这一情况,我们提出一种采用瞬时振幅进行图像重建的方法。由于瞬时振幅与地震信号的符号、频率和相位无关,因此,该法的图像重建不会因岩性变化引起的极性反转、频率或相位的变化而受影响。对实际地震资料处理的结果表明,该方法不仅可保持有效信号的频率和相位特性,而且有较强的去噪能力。

瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率在地质雷达工程中的应用

将探地雷达的实信号转换成复信号,分别提取瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率波形图,根据各自特征,综合分析,推断地下介质形状及性质。

基于小波变换拟瞬时吸收系数的计算方法和应用

本文提出了小波域分频计算瞬时振幅 ,用瞬时振幅的高、低频之比计算拟吸收系数。该方法利用小波变换局部化特性好的特点 ,计算出的拟瞬时吸收系数不存在平均效应 ,准确地刻画出每一砂层高频衰减特征 。

瞬时频域衰减属性及其在碳酸盐岩裂缝检测中的应用

基于AVO梯度、走时及速度的纵波方位角裂缝检测已有较多研究和应用.由于裂缝及所含流体的综合作用,碳酸岩裂缝性储层的地震响应具有高频衰减、频带低移及方位各向异性的特点,因此应用衰减属性进行裂缝预测具有重要价值.基于小波变换计算的瞬时频域振幅谱及以此为基础提取的衰减属性,由于在时域和频域都有较好的分辨率能力,能够准确地刻画出碳酸岩裂缝性储层的非均质性.结合三维地震纵波数据的分方位角处理和分析技术,可以由方位衰减属性估算裂缝相对密度.对Z区下古生界潜山碳酸岩储层进行的裂缝预测表明,由衰减梯度和85%能量比频率两种属性导出的裂缝发育密度具有很好的相关性,且与实际情况符合.

高分辨率地震信号瞬时特征分析方法

基于常规复数道分析方法计算地震信号瞬时特征参数,用于常规地震剖面解释中,其精度完全可以满足要求。但对高分辨率地震勘探,特别是对薄层的研究,其精度就不够了。在充分研究常规复数道分析算法及应用效果的基础上,提出了能够用于高分辨率资料解释的新复数道分析的方法。模型算例和实际资料处理结果表明,该方法可以有效地提高地震资料的分辨率。

电磁超声界面回波瞬时图谱分析与神经网络识别

针对钢板背后多层橡胶粘接结构,选择较佳实验频率值作为电磁声换能器的激励源频率。提取了检测回波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时参数,将瞬时参数构成三维瞬时图谱定性识别不同粘接状态。将敏感时间窗内的平均瞬时参数组成特征向量,利用BP神经网络进行识别,对训练集与测试集的识别结果表明,该方法可以实现电磁超声界面回波的自动识别与分类,识别正确率不低于95%。

地震瞬时属性分析技术在岩溶勘查中的应用

介绍地震瞬时属性分析技术的原理及处理方法,分别对岩溶在地震剖面、瞬时振幅剖面、瞬时频率剖面、瞬时相位剖面上的表现特征作了说明。并结合实际资料进行多参数解释,进而确定地下岩溶的发育情况、分布范围和规模,同时对异常进行钻井验证,结果表明,地震瞬时属性分析技术比常规地震处理方法能更好地排除干扰,确定岩溶异常。

瞬时参数在探地雷达公路路基隐患排查中的应用

由于城市公路路基中的隐患会引起地面沉降和塌陷,对人民的生命财产造成危害,因此对公路路基进行隐患排查十分重要。基于时间域有限差分(FDTD)的GPRMax2D程序,对脱空、富水和土体空洞的情况进行了数值模拟,通过将传统的只包含振幅信息的探地雷达图像与瞬时振幅图、瞬时相位图结合,进行了多参数分析,增加了解释的准确度和可靠性。通过模拟数据和实测数据以及验证结果的对比分析,建立了脱空、富水和空洞的解释分类模型,认为探地雷达在公路路基隐患排查中是一种快速、无损、可靠的技术方法。

小波分频及其在海洋地震数据瞬时属性提取中的应用

小波变换是用伸缩和平移小波形成的小波基来分解或重构时变信号的一种信号处理方法。将小波变换运用于地震数据分析,其目的是在时频域内细致地分析地震记录的时变特性,以获得详细的有用地质体信息。针对墨西哥湾海域地震数据噪音干扰大、分辨率有限的问题,应用小波分频的方法对该海域的地震数据进行处理并提取其瞬时属性,结果表明该方法具有很好的时频分辨能力,可有效压制噪音干扰,提高地震记录的分辨率,在确定地质体分布以及识别地质体的构造特征方面,取得了理想的效果。

地震信号的瞬时信息及其应用

本文在常规地震道分析的基础上,对地震记录进行希尔伯特变换形成复数道,求出瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位。指出了应用希尔伯特变换模拟数据时的边界条件,可以较好的模拟虚地震道,从而更好的处理地震资料。

一种振幅增益新方法

根据地震振幅的衰减特性,提出了一种将希尔伯特变换瞬时振幅特性与函数极值判别法和曲线拟合法应用到地震振幅增益中的方法,称为自适应振幅增益。采用该方法进行的增益结果主要应用于地质构造分析。文章介绍了该方法的相关原理和实现步骤,用模型检验了该方法在振幅增益中的有效性,并且将该方法成功应用于实际地震记录处理中。

地震数据的Hilbert-Huang变换与瞬时属性提取

常规Hilbert-Huang变换法中固有模态函数分量包含太宽的频率范围,且在低频区域会产生错误的频谱特征,不能分离出低能量信号成分,为克服常规方法存在的问题,须将小波分解法与Hilbert-Huang变换法相结合。首先利用小波分解方法将地震数据分解成窄带信号,然后进行经验模态分解,基于小波分解的Hilbert-Huang变换方法充分发挥两种时频分析方法的优势,有利于提高时频分析和瞬时属性提取的精度。将改进的HilbertHuang变换方法应用到模拟信号和实际地震数据处理中,时频分析和地震属性提取结果表明,二维时频谱具有较好的时频分辨率,瞬时地震属性具有明确的物理意义,在断层预测和储层精细描述中具有较高的应用价值。

一种基于频率选择的输电线路故障行波测距方法

为解决行波测距法中行波频率过高使测距所需波头幅值降低,进而导致测距失败的问题,本文通过分析频率对行波波头幅值的影响规律,提出一种基于频率选择的故障行波测距方法。首先对故障行波信号做经验模态分解(EMD),获得不同频率段的固有模态函数(IMF)分量,同时对IMF分量做Hilbert变换和一阶微分处理,提取并绘制不同高频IMF分量对应的幅值-时间曲线,通过选择波头幅值较大且频率相对低的高频IMF分量对行波波头进行检测,在保证波头检测精度的前提下,减少因行波频率过高导致信号衰减加剧的影响,最后结合三端行波测距算法完成故障测距。仿真结果表明,本文所提方法的相对误差在±0.3%以内,绝对误差在±0.9km以内,与传统的瞬时频率定位方法相比,具有更高测距精度。

EDA介质快慢横波时差和振幅-方位曲线的实验分析

在含垂直定向裂隙的各向异性(EDA)介质中,地震快、慢横波传播的时差及振幅随裂隙(缝)方位变化曲线能反映裂缝的密度、走向和介质的性质,这对多波地震资料的处理、解释有着重要意义。但受观测条件限制以及噪声的影响,在横波分裂记录上,同相轴往往会出现扭曲、倾斜和不规则抖动等现象,给快、慢横波时差的求取和振幅一方位曲线的绘制带来误差。设计了EDA介质物理模型,并利用岩石超声波测量系统获得了快、慢横波记录;分析记录可知,在相同传播方向的分裂横波具有走时和传播速度不随裂缝方位变化的恒定性特征;以此为基础,提出了利用平均法和瞬时振幅法来计算快、慢横波的走时时差和绘制振幅一方位曲线,以提高精度。利用物理模型实验得到的2个正交横波(S1波与S2波)的快、慢横波记录,分别用平均法和瞬时振幅法计算了快、慢横波走时的平均值、时差和均方差,并绘制了相应的振幅-方位曲线。结果表明,采用上述2种方法,消除了同相轴扭曲、倾斜和不规则抖动等对计算结果的影响,时差的计算是可靠的,振幅-方位曲线的绘制是合理的。

用于地震反射界面识别的瞬时相位复合属性

复地震道技术采用Hilbert变换通过求解实地震信号的解析信号,可将反映地震信号局部变化情况的地震波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率等信息分离开,瞬时相位是一种独立于地震振幅,并且不受其影响的地震属性参数,因此瞬时相位能更好地反映构造几何形态的细节。通过理论模型分析发现,瞬时振幅与极性反转前后地震记录的瞬时相位一阶差分之和进行加权,得到的复合属性可以较为准确、可靠地识别地震反射界面的位置,具有较好的应用效果。

探地雷达瞬时属性分析技术在岩溶涌水通道探测中的应用

为了准确查明某岩溶隧道发生突水后岩溶涌水通道的分布,以便及时对岩溶水进行封堵和截流。采用探地雷达对突水后掌子面前方的岩溶构造发育情况进行了精细探测,并对采集的探地雷达数据进行了瞬时属性分析,通过希尔伯特变换提取了雷达信号中的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时属性,将三种瞬时属性结合起来对岩溶涌水通道进行了多参数综合分析。研究结果表明,瞬时振幅可以很好地显示岩溶涌水通道的边界特征和形态大小;瞬时相位分辨率最高,能够清晰显示岩溶涌水通道内部的非均质特征;瞬时频率可以从能量衰减的角度反映岩溶涌水通道的富水性。将三种瞬时属性结合起来,相互印证、相互补充,可以避免单一波形特征分析带来的解释偏差,有效提高岩溶涌水通道探测的分辨率与准确度。

基于组合模型的薄互层瞬时属性特征研究

针对楔状、递变型、不同砂地比及反射系数相差较大等薄互层模型,通过正演模拟,结合复数道,详细分析了瞬时振幅、瞬时频率等属性特征。研究发现,不同模型对应不同的瞬时属性特征。楔状模型,当0<t<T/2时,瞬时振幅随时间厚度增大而增大,当T/2<t<T时,呈负相关;当0<t<3T/4时,瞬时频率与厚度负相关。不同砂地比模型,瞬时振幅值随砂地比增大而增大,但在同一砂地比下,不同内部组合,瞬时属性也会有差异。等厚递变型模型的瞬时属性值偏向反射系数大的一侧,且瞬时频率倾斜程度更大。当反射系数由少变多,且极性变化时,瞬时属性特征也会越来越复杂。通过正演模拟可以定性分析不同薄互层瞬时特征,为薄互层地质解释提供理论依据。