[发明专利]基于拟合窗函数的地震矢量波场数值模拟方法及系统

权利要求书

1.一种基于拟合窗函数的地震矢量波场数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

基于余弦组合窗、切比雪夫窗以及权重窗函数构建目标窗函数；

根据所述目标窗函数对伪谱法的空间褶积序列进行截断，得到优化的有限差分算子；

根据所述优化的有限差分算子对地震矢量波场进行数值模拟；

其中，所述基于余弦组合窗、切比雪夫窗以及权重窗函数构建目标窗函数包括：基于余弦组合窗以及切比雪夫窗得到拟合余弦组合窗函数；对所述拟合余弦组合窗函数进行脉冲压缩处理；对所述拟合余弦组合窗函数与不同参数的权重窗函数进行加权处理；将脉冲压缩后的拟合余弦组合窗函数以及加权处理后的拟合余弦组合窗函数进行线性组合，得到目标窗函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于余弦组合窗以及切比雪夫窗得到拟合余弦组合窗函数包括：

根据不同参数下的窗函数幅频响应的主瓣和旁瓣性能，获取余弦组合窗以及切比雪夫窗；

对所述切比雪夫窗离散采样得到数据集；

利用所述余弦组合窗对所述数据集进行最小二乘拟合，以获得拟合余弦组合窗函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述拟合余弦组合窗函数进行脉冲压缩处理包括：

对所述拟合余弦组合窗函数进行傅里叶变换，得到第一函数；

将所述第一函数乘以匹配滤波器的数字频率响应函数，得到第二函数；

将所述第二函数进行逆傅里叶变换，得到脉冲压缩处理后的拟合余弦组合窗函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述拟合余弦组合窗函数与不同参数的权重窗函数进行加权处理包括：

获取不同参数的权重窗函数；

将所述拟合余弦组合窗函数以及不同参数的权重窗函数进行傅里叶变换；

将傅里叶变换后的拟合余弦组合窗函数以及所述不同参数的权重窗函数在频率域相乘后进行逆变换，根据加权处理后的拟合余弦组合窗函数幅频响应的主瓣和旁瓣性能，获取加权处理后的拟合余弦组合窗函数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述不同参数的权重窗函数为余弦组合窗和/或矩形窗和/或凯泽窗和/或切比雪夫窗和/或高斯窗。

6.一种基于拟合窗函数的地震矢量波场数值模拟系统，其特征在于，所述系统包括：

窗函数构建模块，用于基于余弦组合窗、切比雪夫窗以及权重窗函数构建目标窗函数；

截断优化模块，用于根据所述目标窗函数对伪谱法的空间褶积序列进行截断，得到优化的有限差分算子；

地震矢量波场数值模拟模块，用于根据所述优化的有限差分算子对地震矢量波场进行数值模拟；

所述窗函数构建模块包括：

拟合余弦组合窗确定模块，用于基于余弦组合窗以及切比雪夫窗得到拟合余弦组合窗函数；

脉冲压缩处理模块，用于对所述拟合余弦组合窗函数进行脉冲压缩处理；

加权处理模块，用于对所述拟合余弦组合窗函数与不同参数的权重窗函数进行加权处理；

线性组合模块，用于将脉冲压缩后的拟合余弦组合窗函数以及加权处理后的拟合余弦组合窗函数进行线性组合，得到目标窗函数。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述拟合余弦组合窗确定模块包括：

窗获取模块，用于根据不同参数下的窗函数幅频响应的主瓣和旁瓣性能，获取余弦组合窗以及切比雪夫窗；

数据采样模块，用于对所述切比雪夫窗离散采样得到数据集；

数据拟合模块，用于利用所述余弦组合窗对所述数据集进行最小二乘拟合，以获得拟合余弦组合窗函数。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述脉冲压缩处理模块包括：

傅里叶变换模块，用于对所述拟合余弦组合窗函数进行傅里叶变换，得到第一函数；

第二函数确定模块，用于将所述第一函数乘以匹配滤波器的数字频率响应函数，得到第二函数；

逆傅里叶变换模块，用于将所述第二函数进行逆傅里叶变换，得到脉冲压缩处理后的拟合余弦组合窗函数。