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小波分析在地震资料处理中提高分辨率的实现与应用

孙仁斌  
【摘要】: 石油地震勘探数据信号处理技术经过一个较长的发展时期到今天,取得了许多显著的成就,但随着各国许多油区转向油田开发,今后对储层预测及描述提出了更高要求,也就是要求提高地震勘探的精度,这也正是地质工作者一直在努力追求的目标。 地震信号数字处理的目的,就是从野外记录的地震道资料中,观察其空间、时间、频率等方面的特性,压制噪声、提高分辨率,处理以后的信号尽可能准确地描绘出震源子波到达反射界面的时间或位置,提高和改善地震信号的质量,便于解释人员解释。提高地震信号的分辨率是提高地震信号质量有效手段之一,因此如何提高地震信号分辨率成为地震信号处理中的重要环节。 提高地震资料的分辨率一直是地震资料处理所追求的目标。在实际资料处理中,提高分辨率的常用手段是先对地震信号进行分析,然后再进行适当的处理。众所周知,长期以来,傅立叶变换是地震信号分析的主要工具。但是,随着勘探事业的发展,对地震资料分辨率的要求越来越高,傅立叶变换由于本身的局限性而不能满足这一更高要求。因为傅立叶变换的信号特征是某一段地震信号的总体特征。作为傅立叶变换的一种改进,加窗傅立叶变换虽然已具有某种局部化特征,但是窗函数的唯一性确定了分辨率的唯一性,使我们不能根据地震信号在各个时刻不同的变化去调整分析的分辨率。近年来开始的应用到地震资料处理中的小波变换,由于它具有良好的局部特性,可以不受限制地调整分析的分辨率,因而表现出广阔的应用前景。事实上,在地震信号处理中,不但任何能用傅立叶变换处理的问题都能用小波变换来解决,而且可以对信号的任意时刻的任何细节进行分析和处理。 小波分析是一种信号的时间尺度分析方法,它具有多分辨率分析的特点,而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力,是一种窗口大小固定不变但其形状可改变,时间窗和频率窗都可以改变的时频局部化分析方法。即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率,在高频部分具有时间分辨率和较低的频率分辨率,很适合于地震资料处理中探测正常信号中夹带的瞬态反常现象并展示其成份。


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