地震资料非平稳非线性随机噪声表征及其时空TFPF消减对策

利用现代数学与信息科学的最新进展，针对新的勘探目标要求，开展陆地地震勘探随机噪声系统性质及其新消减对策研究。建立陆地地震勘探非平稳非线性随机噪声特性数理表征方法(地震勘探随机噪声性质、噪声源分类与特性、噪声源动力学过程与近地表响应、噪声时空特征及表征)，为研究陆地复杂随机噪声时空消减对策提供理论依据。发展二维非线性TFPF方法消减时空域复杂随机噪声对策；建立基于二维非线性TFPF消减地震勘探记录中随机噪声的数学模型，以及在轨线模型下非线性TFPF消减地震噪声的方法与技术，以提高地震资料信噪比与分辨力。该课题的研究有助于促进地震勘探数字处理理论与技术、波动传播等相关学科的发展；提高地震勘探消噪与地球内部结构与岩性的地震探测能力。

随着陆地地震勘探易探易采资源的不断减少，采集到的地震资料信噪比越来越低。本项目针对新的地震勘探目标和要求，展开对陆地地震勘探随机噪声性质及其新消减对策的研究。将现代统计检验方法引入陆地地震勘探随机噪声统计特性分析，对其非平稳性、非高斯性、非线性度及空间指向性进行了系统研究并提出了相应的数理表征方法；基于波动方程建立了噪声源动力学模型，研究不同种类噪声源的近地表响应和动力学特征，分析不同因素对噪声特性的影响，为选择更适合的噪声压制方法提供理论指导作用；应用现代信号处理算法针对不同分布形态同相轴地震记录分别构造了局部平行径向轨线、抛物轨线和Radon域等多种复杂随机噪声的非线性TFPF消噪数学模型，将滤波轨迹向同相轴弯曲趋势逼近，从而降低时频峰值滤波估计偏差，完整保持有效信号分量；分别从窗函数、联合时频分布及PWVD权值重置几个方面提高算法精度及实现参数优化。项目中的方法和实验结果均经过大量不同参数仿真数据实验验证，同时应用于不同地区（沙漠、山地等）的野外实际采集地震数据。实验结果表明新消噪方法处理后，信噪比可提升6-10dB，有效信号衰减可低至8-10%。项目成果在国内外期刊发表论文45篇，其中国外期刊35篇，国内期刊10篇，国际会议论文6篇，SCI收录论文42篇，获得授权发明专利2项。