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三维高密点地震信号数字组合技术研究

作　者: 姜传金
导　师: 张二华
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机技术
关键词: 高密点 数字加权组合 PCA 一致性分析 三维可视化
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
引　用: 1次
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内容摘要


目前寻找石油或天然气的主要方法是人工地震勘探,将野外采集的地震信号进行处理后可以直观地显示地下的地质结构,进而推断油气田的位置。高密点地震勘探技术是新一代的人工地震勘探技术,该技术在野外进行单点采集,在室内进行组合。目前国内主要采用算术平均组合算法对地震数据进行组合,其组合目的是压制干扰信号,但是采用该算法压制随机干扰的同时会造成高频信号的损失,降低地震资料的分辨率。本文主要研究适用于高密点地震数据的组合算法以及组合软件设计。本文论述了高密点地震勘探的组合原理与方法,研究了一种基于主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)的数字加权组合算法。数字加权算法使用模式识别中的PCA算法对组合内地震波形进行一致性分析,根据一致性分析结果确定组合内各地震道的权系数,畸变大的地震道给予较小的权系数,畸变小的地震道给予较大的权系数,并使用权系数对地震道进行加权叠加处理。经实验验证,该算法不但可以有效地压制干扰信号,还能提高高频地震信号的保真度以及地震资料的分辨率。最后根据相应算法和组合原理,设计适用于三维高密点地震数据的组合软件,显示三维地震数据的二维剖面以及三维可视化图像,使用基于GPU的光线投射算法实现三维地震数据的可视化,并对结果进行对比分析。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 课题的研究背景与意义  7-9
  1.2 研究现状和应用前景  9-10
  1.3 本论文的主要工作和结构安排  10-12
    1.3.1 论文的主要工作  10-11
    1.3.2 论文的结构安排  11-12
2 高密点地震数据组合原理与方法  12-27
  2.1 高密点地震数据处理技术  12-14
    2.1.1 高密点地震勘探技术简介  12
    2.1.2 高密点地震数据预处理简介  12-13
    2.1.3 高密点地震数据结构  13-14
  2.2 检波器组合原理  14-17
  2.3 地震道组合响应  17-23
    2.3.1 组合的理论响应  18-20
    2.3.2 线性组合  20-23
  2.4 高密点地震数据组合方法  23-26
    2.4.1 高密点地震室内组合的必要性  23-24
    2.4.2 高密点地震室内组合流程  24
    2.4.3 高密点地震室内组合模式  24-25
    2.4.4 高密点地震室内组合算法  25-26
    2.4.5 高密点地震室内组合结果分析  26
  2.5 本章小结  26-27
3 高密点地震数据数字加权组合算法研究  27-45
  3.1 高密点数字加权组合算法简介  27
  3.2 波形一致性分析  27-37
    3.2.1 主成分分析原理  27-29
    3.2.2 应用主成分分析法分析波形一致性  29-30
    3.2.3 波形一致性分析的实现  30-33
    3.2.4 波形一致性的结果分析  33-37
  3.3 计算每道与主成分的相似系数  37-39
    3.3.1 主方向的确定  37-38
    3.3.2 计算每道与主成分方向的几何距离  38-39
  3.4 权系数的确定  39-41
    3.4.1 权系数确定  39-40
    3.4.2 阈值确定  40-41
  3.5 组合结果分析  41-44
  3.6 本章小结  44-45
4 高密点地震数据组合软件设计  45-62
  4.1 软件环境介绍  45
  4.2 软件的功能体系结构  45-47
  4.3 高密点地震数据的二维剖面显示  47-49
  4.4 高密点地震数据的三维可视化  49-53
    4.4.1 常见的体绘制算法  49-50
    4.4.2 光线投射算法实现原理  50-53
  4.5 高密点地震数据的组合模块实现  53
  4.6 高密点地震数据组合软件测试与分析  53-61
    4.6.1 组合后二维剖面显示的测试结果  54-58
    4.6.2 组合后三维可视化的测试结果  58-60
    4.6.3 组合软件测试结果分析  60-61
  4.7 本章小结  61-62
5 总结和展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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