[发明专利]地震数据空变广义子波的提取方法

权利要求书

1.一种地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于步骤有：（1）根据地震数据功率谱估算各时间-空间窗口对应的空变子波初始参数，即分数阶值和参考频率；（2）根据各窗口的广义子波参考频率，确定全局化的广义子波参考频率；（3）依据全局化的参考频率以及各窗口的均值频率和标准方差，估算与各窗口对应的分数阶值；（4）通过地震频谱的匹配实现对全局化的广义子波参考频率的优化；（5）通过地震频谱的匹配实现对广义子波空变分数阶值的优化；（6）计算每个窗口的广义子波频谱，然后对频谱做傅立叶逆变换得到时间域的广义子波；

步骤（1）根据地震数据功率谱估算空变子波的初始参数，分为三步实现；首先，在地震数据体的不同位置，选取时间-空间窗口，计算地震数据的功率谱；其次，设定地震数据功率谱的频段代表子波的功率谱，计算其功率谱的基本统计特性，包括均值频率和标准方差；然后，根据每个窗口功率谱的基本统计特性确定对应的广义子波分数阶值和参考频率。

2.根据权利要求1所述地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于步骤（2）中确定适应全局的广义地震子波的参考频率；依据Wang’s广义子波参考频率的物理意义即为地震震源的固有频率，对上述各窗口的广义子波参考频率进行中值滤波，取得能够代表全局的参考频率ƒ₀。

3.根据权利要求1所述地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于广义子波分数阶值u的计算方式：

该计算方式同步运用均值频率ƒ_m和标准方差ƒ_σ，降低在计算分数阶值时可能的计算误差。

4.根据权利要求3所述地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于步骤（4）中通过地震频谱的匹配实现对全局广义子波参考频率的优化，提出匹配系数如下：

式中对实际地震频谱W_obs(ƒ)和地震子波频谱W(ƒ)分别做了归一化处理，点乘（·）的结果则为互相关系数；式中采用N个互相关系数的平均值表征匹配系数。

5.根据权利要求4所述地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于步骤（4）中地震频谱匹配的优化式如下：

式中k表示的是窗口号，ƒ₀^ref是参考频率初始估算值，作为参数优化问题的模型约束，其约束系数设为μ；采用参考频率初始估算值作为模型约束，增强优化过程的抗噪声能力。

6.根据权利要求1所述地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于步骤（5）中通过地震频谱的匹配实现空变广义子波分数阶值的优化，提出优化式如下：

式中u为分数阶值空变函数 u(t, x)，纵向上随时间t或者深度z而变化，横向上随距离x而变化，u^ref则是初始估算值；上述分数阶值的优化过程之中，在运用初始估算对模型约束的同时，对模型在时间和空间上的变化形态亦予以约束，三项约束的系数分别设为μ₁，μ₂，μ₃。

7.根据权利要求1所述地震数据空变广义子波的提取方法，其特征在于步骤（6）分为两步实现；首先，计算每个窗口的广义子波频谱；然后，通过数值求解的计算方式对频谱做傅立叶逆变换得到时间域的广义子波。