【摘要】：地震勘探是油氣資源的主要開采手段之一。野外實(shí)際地震數(shù)據(jù)采集過程中，其有效波會(huì)受到各種噪聲的干擾，嚴(yán)重地影響實(shí)際地震數(shù)據(jù)的信噪比，，不利于地震記錄的分析處理。 地震測區(qū)的地表植被、地貌特征等因素都影響著地震隨機(jī)噪聲的特性。隨著油汽易采、易探資源的減少，地震勘探正向巖層、深層、淺層、薄層的開采環(huán)境發(fā)展。這導(dǎo)致實(shí)際地震記錄的隨機(jī)噪聲特性越趨于復(fù)雜。而隨機(jī)噪聲作為實(shí)際地震記錄的主要噪聲之一，有效的壓制隨機(jī)噪聲已成為地震記錄處理過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，以期達(dá)到地震記錄高信噪比的要求。 LS-SVM模型(Least square support vector machine)自提出以來一直是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。它所具有的參數(shù)少、泛化學(xué)習(xí)能力強(qiáng)及建模精度高等優(yōu)點(diǎn)，使其在非線性建模或分類領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而且在軟測量、醫(yī)療診斷、模式識(shí)別等多個(gè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文主要對中國山地、沙漠、黃土塬三個(gè)測區(qū)的地震勘探隨機(jī)噪聲進(jìn)行了最小二乘支持回歸機(jī)LS-SVM回歸模型及預(yù)測。首先，通過對Duffing混沌時(shí)間序列的LS-SVM回歸建模，證明了該方法對混沌序列建模預(yù)測的有效性，并分析了LS-SVM回歸模型的超參數(shù)懲罰因子與RBF的寬度值對混沌序列預(yù)測誤差的影響。而后將該方法運(yùn)用到具有混沌性的實(shí)際地震隨機(jī)噪聲的建模預(yù)測研究中。仿真實(shí)驗(yàn)中，對不同測區(qū)的不同道隨機(jī)噪聲記錄的不同點(diǎn)數(shù)的未來噪聲序列進(jìn)行了預(yù)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，地震隨機(jī)噪聲記錄的LS-SVM回歸模型具有很好的非線性擬合度。并且實(shí)際隨機(jī)噪聲序列和預(yù)測噪聲序列的均方根誤差RMSE和相對均勻根誤差NRMSE的值都比較小，證明了LS-SVM回歸模型對具有混沌性的地震隨機(jī)噪聲的預(yù)測具有很高的預(yù)測精度。在此基礎(chǔ)上，本文采用直接去除法來實(shí)現(xiàn)地震記錄隨機(jī)噪聲的壓制。 為驗(yàn)證本文提出的方法的可行性，仿真實(shí)驗(yàn)中模擬了一幅單同向軸的人工地震記錄，并在該人工地震記錄中加入了具有混沌性的實(shí)際沙漠測區(qū)的地震隨機(jī)噪聲。實(shí)驗(yàn)主要分為二個(gè)步驟：首先是對模擬加噪各道地震記錄的噪聲進(jìn)行LS-SVM回歸建模預(yù)測；最后采用直接去除法來對加噪記錄進(jìn)行消噪。通過加噪單道地震記錄和去噪后該道地震記錄的時(shí)域波形圖、頻譜的對比分析可知，該方法能夠有效地壓制具有混沌性的低頻的地震隨機(jī)噪聲，為地震隨機(jī)噪聲的壓制提供了新對策。
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圖片說明： 3x '' 0.5 x ' x x f cos(t )···································· (3.2其中， x '和 x ''是x對時(shí)間t的一階導(dǎo)和二階導(dǎo)， f cos(t )是周期的外部策動(dòng)力，策動(dòng)力幅值 f 決定系統(tǒng)(3.2)的性質(zhì)�；煦缦到y(tǒng)對系統(tǒng)的初始條件相當(dāng)敏感，條件不同，系統(tǒng)的形態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。對于系統(tǒng)(3.2)，當(dāng)策動(dòng)力幅值 f 0.85時(shí)其輸出序列 x是周期序列，而當(dāng) f 0.65時(shí)，x是混沌序列。二個(gè)序列的時(shí)域波形及相態(tài)圖如圖 3.1 所示。
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圖片說明： 圖 3.2 Duffing 混沌序及其 LS-SVM 模型噪聲對比圖及其誤差圖實(shí)驗(yàn)中， 10000，RBF 的寬度 100，0~30s 的數(shù)據(jù)做為訓(xùn)練樣本集，來預(yù)測 30s~100s 的混沌時(shí)間序列，因此為了對應(yīng)原混沌序列圖 3.1(a)的坐標(biāo)，圖 3.2 中的橫坐標(biāo)時(shí)間軸的起始坐標(biāo)為 30s，。圖 3.2(a)中，黑色為所預(yù)測的混沌序列，紅色代表實(shí)際混沌序列的波形，可以看出，幾乎只能看到預(yù)測的混沌序列波形，這是因?yàn)槎䝼�(gè)序列的殘差非常的小，如圖 3.2(b)所示，所以在時(shí)域上幾乎是重合的，為更好地觀察預(yù)測的混沌序列與實(shí)際混沌序列間的擬合效果，對其 120s~130s 的部分進(jìn)行了放大，如圖 3.3 所示。紅色 實(shí)際混沌序列黑色 預(yù)測混沌序列
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.44

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2512994