[发明专利]一种海底地球物理数据采集方法

说明书

本发明提供一种海底地球物理数据采集方法,该方法包括：在目标区随机选取采样点位，根据采集点位确定观测系统，结合目标区地质模型，通过评价不同观测系统的精确性确定采集方法；本发明所述方法可有效提高数据采集效率、降低实际采集成本。

技术领域

本发明属于海底地球物理探测与勘探技术领域，尤其涉及一种海底地球物理数据采集方法，其实质为海底地震、电磁、重力、磁力等数据采集方法。

背景技术

70％的地球表面为海洋，人类对海洋资源、能源勘查需求巨大，而海洋地球物理探测尤其是海底地球物理探测是最为直接和有效的方式。

现有海底地球物理探测及勘探采集方法主要是以规则(等间隔)布放海底地球物理仪器进行数据采集。例如用海底地震仪为海底地震传感器，等间隔布放构成观测系统进行数据采集。

由于海底地球物理仪器价值较高，且用于海洋探测受海洋影响大，面临仪器布放和回收的多重风险，传统数据采集成本和风险巨大。在满足探测要求的情况下，降低采集成本和风险成为了海底地球物理探测的基本要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底地球物理数据采集的方法，通过该方法有效降低海底地球物理数据采集的成本和风险，同时保证采集数据的准确性和可靠性，可为海洋结构探测、海底矿产油气资源等勘探和资源评价提供支持。

依据本发明的技术方案，海底地球物理数据采集方法包括以下步骤：

第一步，根据目标区范围及地球物理数据采集精度需求，按照传统规则采样方式，设计规则采样观测网，总采样点数为N，采样间隔为Δx；

第二步，利用随机采样，以一定比例(例如50％)进行随机采样，随机采样采样点总数为M(MN)，随机采样可利用Gauss、泊松、最远点及Jitter等采样方法形成不同的随机采样观测系统，建立随机采样算子R：{n₁Δx,n₂Δx,n₃Δx,...,n_iΔx,...,n_MΔx}，其中n_i为随机整数，且0n₁n₂...n_i...n_M；

第三步，对不同的采样因子进行评价对比，测试其观测系统是否满足稀疏采样条件，选取满足条件的观测系统进行下一步评价；

第四步，根据目标区地质特点评价观测系统：即根据先验地质模型构建的理论地球物理数据，按照所设计的观测系统进行采集，利用该采集数据恢复重建原整体数据，如能重构数据，则该观测系统可行，若不能则回到第一步重新设计，直至满足。

其中，第三步包括以下步骤：

(1)计算规则采样算子和各种随机采样算子频谱，在谱图上进行对比；

(2)计算采样算子频谱波数k关于振幅谱的方差Var(k)，用方差Var(k)除以规则网格点数与波数k平方和的乘积，得到观测系统评价因子(噪声信号比)，即：式中k表示波数，||S_j(k)||_noise表示采样算子中噪声的能量，||S_j(k)||_signal表示采样算子中信号的能量，Var(k)表示波数的方差，N表示总的采样点数；

(3)选取评价因子最小的观测系统进行下一步处理。

本发明海底地球物理数据采集方法采用随机采样进行随机采样点位设计，构建观测系统，进行数据采集，通过采集方案评价和地质模型验证，形成合理的海底地球物理采集方案，是一种有效压缩采样成本的海底地球物理方法，并且随着采样点个数较常规采集的减小，仪器投放回收风险降低，是更适合海洋探测的数据采集方法。

附图说明