海底地震仪数据预处理方法及应用研究

论文摘要

海底地震仪(OBS)是一种放置在海底的新型地震记录仪器,能够记录地震产生的纵波和横波,并且不受海水层的影响,能获得信噪比更高的地震资料,被广泛的应用于天然地震(被动源)观测和海上人工地震(主动源)勘探中。本文总结了OBS在天然地震及人工地震勘探中的应用,形成了对OBS探测技术的宏观认识,随后对OBS的数据预处理方法进行了应用研究,对采集的实际数据进行数据格式转换与时间校正、OBS重定位与重定向、振幅补偿、滤波与反褶积、波场分离等处理,得到了较好的结果。然而上述处理不能解决OBS丢失或数据异常的问题,本文在预处理方法应用研究的基础上,利用插值的方法对缺失站位进行振幅计算。通过MATLAB编程,完成了四种插值方法进行振幅插值计算的结果对比,理论研究表明不同的插值方法对计算结果有重要影响,四种插值方法产生的误差从大到小依次为:临近点插值(nearest)、线性插值(linear)、三次多项式插值(pchip)、样条插值(spline),在插值效果最好的样条插值方法中,插值结果受炮检距影响,炮检距越小,插值产生的误差越大,炮检距越大,误差越小。基于上述研究,应用实际资料的直达波为例对插值方法的结果进行了验证。本文首先编写了地震波振幅提取的MATLAB程序,根据拾取的炮号和直达波旅行时在地震数据中读取对应的振幅值。为减小人工拾取旅行时产生的误差,程序中加入自动搜索步骤,对拾取的旅行时上下各五个采样点的时窗范围内的振幅值进行搜索,将其中最大值作为所求的振幅值,应用结果表明,该程序能够快速准确地读取振幅值。接下来编写了OBS数据插值的MATLAB程序,利用M1、M4台站获得的直达波振幅,通过样条插值的方法对M2台站进行插值,并将插值结果与M2台站的实际记录进行对比,发现插值结果与实际记录吻合较好,插值得到的振幅值与实际记录之间的误差变化趋势与理论计算的结果一致。最后通过样条插值的方法对未能回收的OBS(M3)进行了振幅插值计算,弥补了站位数据缺失的不足,为后续的数据处理奠定了基础。

论文目录

摘要

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第一章前言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容及工作量

1.3.2 技术路线

第二章 OBS探测技术与应用进展

2.1 OBS设备简介

2.2 OBS工作流程

2.3 OBS探测技术应用进展

2.3.1 OBS在天然地震观测中的应用

2.3.2 OBS在人工地震探测中的应用

2.4 本章小结

第三章 OBS数据预处理方法

3.1 数据格式转换与时间校正

3.2 OBS重定位与重定向

3.2.1 OBS重定位

3.2.2 OBS重定向

3.3 振幅补偿

3.4 滤波与反褶积

3.4.1 滤波

3.4.2 反褶积

3.5 波场分离

3.5.1 纵横波场分离

3.5.2 上下行波场分离

3.6 本章小结

第四章 OBS实际资料预处理

4.1 原始资料介绍

4.2 数据格式转换与时间校正

4.3 OBS重定位与重定向

4.3.1 OBS重定位

4.3.2 OBS重定向

4.4 振幅补偿

4.5 滤波与反褶积

4.6 上下行波场分离

4.7 本章小结

第五章振幅插值研究

5.1 理论计算

5.2 插值方法比较

5.3 实际资料试验

5.3.1 直达波振幅提取

5.3.2 插值法结果试验

5.3.3 缺失OBS振幅计算

5.4 本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

作者简介及硕士期间发表论文

附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘训矩

导师: 郑彦鹏

关键词: 海底地震仪,探测技术应用,数据预处理,振幅插值

来源: 自然资源部第一海洋研究所

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 自然资源部第一海洋研究所

分类号: P631.44

总页数: 85

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