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异常地质体地震边缘检测技术研究

作　者: 孙永壮
导　师: 宋建国
学　校:
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 异常地质体 边缘保持滤波 小断裂识别 边缘检测 小波多尺度
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 34次
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内容摘要


边缘检测技术在地震资料处理中的应用已经有将近二十年的时间，主要被用来检测地震资料中的不连续性边缘特征。传统的差分边缘检测算子如Sobel、Kirsch算子由于其计算简单，定位精度高等特点，已经被应用到初至波拾取、同相轴追踪等方面。但是边缘检测算子在储层小断裂、微裂缝等异常地质体边界信息的检测以及在地质体边界自动追踪中的应用还比较少。本文针对传统边缘检测算子的不足，并根据实际需要，主要进行了以下几个方面的研究工作：边缘保持的滤波技术，小波多尺度算子研究，基于结构导向的边缘检测算子研究以及地质体自动追踪优化算法。边缘保持的滤波技术作为边缘检测预处理技术，可以减少噪声对边缘检测算子检测结果的影响；小波多尺度算子利用小波变换在多尺度处理中的独特优势，对于不同尺度地质体边界检测研究有很大帮助；基于结构导向的边缘检测算子继承了传统算子计算简单、定位精度高的优点，并且沿着倾角方向选取窗口计算梯度模值，消除了强的地层边界信息的干；地质体自动追踪优化算法，解决传统算法砂体粘连问题，提高砂体预测准确性。针对以上研究内容，采用了以下研究方法：对比均值滤波、中值滤波、各向同性非线性扩散滤波、各向异性张量扩散滤波及多窗口保边滤波的滤波效果，提出了倾角约束的多窗口保边滤波方法，并将该方法应用到实际资料的处理中；由于三次B样条小波在边缘定位精度和噪声抑制的综合性能上最优，将其作为小波多尺度算子的小波函数，在模型和实际资料处理中验证了方法的可行性；在利用梯度结构张量估计地层倾角和方位角的基础上，设计了结构导向的曲面拟合梯度算子并进行了能量均衡处理，作为对比，利用相同的参数计算了结构导向的Sobel梯度属性和方差属性。经过对比发现，结构导向的Facet模型梯度算子在地震资料不连续信息细节展示和能量均衡处理上效果更好，适合应用到断层、小断裂识别、砂体边界识别等方面；设计了基于数学形态学的砂体边界处理算法并与自动追踪算法相结合，得到优化后的自动追踪算法。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 前言  9-15
  1.1 选题的目的与意义  9-10
  1.2 国内外研究进展和现状  10-13
  1.3 主要研究内容及目标  13-15
第二章 边缘检测算子在异常体检测中的适用性  15-44
  2.1 常规算子的地质体响应性能  16-22
    2.1.1 Kirsch 算子响应特征  17-18
    2.1.2 Prewitt 与 Sobel 算子响应特征  18-20
    2.1.3 高斯拉普拉斯算子的响应特征  20-22
  2.2 Facet 模型算子的地质体响应性能  22-30
    2.2.1 二维 Facet 模型算子响应特征  22-28
    2.2.2 三维 Facet 模型算子响应特征  28-30
  2.3 地震弱信号边界的检测效果分析  30-32
  2.4 地层边界信息对算子的影响  32-35
  2.5 地质体二值化边缘提取方法简介  35-44
    2.5.1 非极大值抑制方法  35-37
    2.5.2 阈值候选集法估计双阈值  37-41
    2.5.3 双阈值回滞处理  41-44
第三章 地质体边缘保持滤波技术  44-59
  3.1 主要的滤波方法  44-52
    3.1.1 均值滤波和中值滤波  44-45
    3.1.2 多窗口保边滤波  45-46
    3.1.3 各向同性非线性扩散滤波  46-48
    3.1.4 各向异性张量扩散滤波  48-51
    3.1.5 基于倾角约束的多窗口保边滤波  51-52
  3.2 模型试算  52-57
    3.2.1 理想河道模型试算  52-54
    3.2.2 边缘图像模型试算  54-55
    3.2.3 三维断层模型试算  55-57
  3.3 实际资料处理  57-59
第四章 多尺度算子在河道砂体边缘检测中的应用  59-71
  4.1 多尺度算子的基本理论  59-64
    4.1.1 小波变换边缘检测的理论基础  59-60
    4.1.2 多尺度 B 样条小波算法  60-62
    4.1.3 三次 B 样条小波  62-64
  4.2 曲流河道模型试算  64-66
  4.3 实际资料处理  66-71
第五章 结构导向梯度属性边缘检测技术的应用  71-79
  5.1 结构导向属性的计算  71-74
    5.1.1 结构导向方差属性的计算  71-73
    5.1.2 结构导向 Sobel 梯度属性的计算  73
    5.1.3 结构导向 Facet 模型梯度属性的计算  73-74
  5.2 实际资料处理  74-79
第六章 地质体自动追踪优化算法的研究  79-86
  6.1 传统自动追踪算法的原理  79-80
  6.2 数学形态学技术的原理  80-82
  6.3 自动追踪算法的优化  82
  6.4 实际资料处理  82-86
第七章 结论与认识  86-87
参考文献  87-91
攻读硕士学位期间取得的学术成果  91-92
致谢  92

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地质、矿产普查与勘探 > 地球物理勘探 > 地震勘探
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