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地震散射波正演模拟及去噪方法研究

作　者: 王要森
导　师: 张军华
学　校: 中国石油大学(华东)
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 散射波波场模拟边界条件去噪
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 17次
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内容摘要

长期以来，噪声对地震资料品质的影响一直是地震资料处理中的一个重要问题。在复杂地区，如西部山地，近地表非均匀、存在地质异常体及地形起伏比较严重，在地震资料中会产生大量散射噪声，影响地震资料品质。因此，研究散射波特征并进行正演模拟，以去除散射波干扰就显得十分必要。对地震波场进行数值模拟有着十分广泛的应用，它可以很好地研究地震波传播的运动学和动力学特征，本文对散射波的产生机制、散射波特征及与有效波关系进行了分析讨论，在此基础之上，选择交错网格高阶有限差分法进行散射波数值模拟。在波场模拟时，需要考虑稳定性条件、边界条件以及频散等问题，这都是模拟过程中很重要的方面。而针对散射波的模拟，地质模型的建立也是一个很关键的问题。本文针对这些方面一一进行了讨论。建立了多种不同的地质模型，依据弹性波的理论，采用交错网格有限差分数值求解方程，进行了包括散射波和体波的全波场模拟，研究了多种不同地质模型下的含散射波的波场剖面及波场快照，并进行对比分析研究；正演模拟边界采用吸收边界条件，为了得到更加接近实际情况的模拟结果，采用了分裂PML吸收处理方法，它是一种简单有效的处理边界问题的方法。在对散射波特征研究的基础上，本文对去除散射波的方法进行了研究，研究讨论了F-K滤波方法、切比雪夫组合法以及双曲线拉东变换法压制散射噪声的方法，编制了相应的程序，结合模型数据以及实际数据进行了验证。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章前言  10-15
  1.1 论文的研究意义  11
  1.2 国内外散射波的研究现状  11-13
  1.3 存在的问题  13
  1.4 本文的研究内容与创新点  13-15
第二章地震散射波基本理论  15-29
  2.1 散射波基本概念  15-18
    2.1.1 散射波概念  15
    2.1.2 散射波分类  15-18
  2.2 弹性介质中的波动方程  18-20
  2.3 地震散射波产生及时距关系  20-23
  2.4 散射与反射的联系与区别  23-29
    2.4.1 惠更斯-菲涅尔原理  23
    2.4.2 共炮点道集散射波与反射波比较  23-26
    2.4.3 共中心点道集散射波与反射波比较  26-29
第三章波动方程高阶有限差分解法  29-42
  3.1 有限差分方法原理  29-30
  3.2 波动方程有限差分  30-34
    3.2.1 差分格式  30-32
    3.2.2 交错网格差分系数  32-34
  3.3 初始值及震源处理  34-35
    3.3.1 有限差分的初始值  34
    3.3.2 震源选取  34-35
  3.4 边界条件及稳定性条件  35-42
    3.4.1 自由边界条件  35
    3.4.2 吸收边界条件  35-39
    3.4.3 稳定性分析与频散分析  39-42
第四章散射波有限差分正演模拟  42-66
  4.1 不同因素对散射正演模拟的影响  42-49
    4.1.1 子波主频影响分析  42-44
    4.1.2 采样间隔影响分析  44-45
    4.1.3 差分精度影响分析  45-46
    4.1.4 边界影响分析  46-49
  4.2 不同尺度点散射模型  49-61
    4.2.1 模型参数设计  49
    4.2.2 模拟结果  49-60
    4.2.3 本节小结  60-61
  4.3 复杂模型正演模拟  61-66
    4.3.1 地下异常点散射模型  61-62
    4.3.2 断层模型  62-63
    4.3.3 近地表散射模型  63-65
    4.3.4 本节小结  65-66
第五章散射波去噪方法研究  66-86
  5.1 二维 F-K 滤波压制散射噪声  67-72
    5.1.1 二维 F-K 滤波的方法原理  67-68
    5.1.2 模型试算  68-69
    5.1.3 实际资料处理  69-71
    5.1.4 F-K 滤波方法的不足  71-72
  5.2 双曲线拉东变换压制散射噪声  72-77
    5.2.1 双曲线拉东变换原理  73-74
    5.2.2 理论模型处理  74-76
    5.2.3 实际资料处理  76-77
  5.3 加权组合法压制散射噪声  77-85
    5.3.1 切比雪夫组合原理  78-83
    5.3.2 模型试算  83-85
  5.4 本章小结  85-86
结论  86-88
参考文献  88-92
攻读硕士学位期间取得的学术成果  92-93
致谢  93

地震散射波正演模拟及去噪方法研究

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