發(fā)布時間：2021-09-30 21:39

　　縱波勘探面對復雜的地質條件時,會表現出信息量少,反演參數少,預測精度差等問題。多波聯合勘探能夠得到縱波與橫波更豐富的地震波場信息,實現不同波之間的優(yōu)勢互補。然而縱波和橫波之間的數據采集和后續(xù)處理都有著較大差異,其中縱波和轉換波地震剖面上的時間域匹配問題尤為突出。本文從縱波和轉換波的產生原理,各向同性、各向異性介質的時距方程入手,分析二者的動力學、運動學差異,探討了速度比、頻率、波形、振幅等因素對多波匹配的影響�？v波與轉換波匹配采用DTW（動態(tài)時間規(guī)整）算法,該算法的核心是DP（動態(tài)規(guī)劃）思想。DTW算法常見于語音序列的匹配研究中,主要包括對齊誤差、累積誤差、回溯最優(yōu)路徑、序列匹配四個步驟,同時通過增加約束條件可以提高解的最優(yōu)程度。相較于常規(guī)方法,本文將DTW算法應用在實際地震資料和合成數據中加以驗證,發(fā)現匹配后的地震記錄的相關系數得到明顯提升,匹配效果得到優(yōu)化,并且可用時移量反演出縱橫波速度比,繼而得到地下介質的速度比模型。論文還實現了不同的DTW算法研究,包括SDTW（平滑動態(tài)時間規(guī)整）算法,發(fā)現該方法在含噪的采樣序列中表現出魯棒性。DIW（動態(tài)圖像規(guī)整）算法則是DTW算法的對齊誤差... 

【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

縱波與轉換波的傳播Fig.1.2TimerelationofP-andC-wavespropagationinpost-stackingprofile

第2章經典DTW算法研究-10-第2章經典DTW算法本章研究內容從DTW（DynamicTimeWarping）算法的理論開始，上溯出分治思想和DP（動態(tài)規(guī)劃）思想。然后過渡到實際資料中的DTW算法。在算法研究過程中還會涉及到資料的預處理，互相關驗證匹配效果以及其他相關算法。圖2.1主要研究內容流程Fig.2.1Mainresearchcontents2.1動態(tài)時間規(guī)整算法（DTW）的追根溯源1978年，Sakoe和Chiba提出經典動態(tài)時間規(guī)整算法[41]。該方法的本質思想——DP思想，卻是在1957年，由理查德貝爾曼在《DynamicProgramming》一書中提出。2.1.1動態(tài)規(guī)劃（DP）思想和分治思想分治思想是“將大區(qū)域分成小區(qū)域治理”的方法，算法是將一個大規(guī)模且繁雜的問題拆分為許多小的同類子問題，分開依次處理。因此，我們在算法實現上常采用遞歸的程序實現分治思想。然而，一旦分治過程的各個子問題之間有重疊，那么遞歸算法就會重復計算大量數據，這時動態(tài)規(guī)劃思想便隨之誕生�！禗ynamicProgramming》中的“Programming”不是編程的意思，而是表格處理的方法[42]。計算中把每一步得到的子問題結果都存儲在表格中，之后遇到子問題時，就不需要再次求解，只需要查表格即可。這樣走一步記一步的表格式計算，把遞歸形式轉化為遞推形式，極大地提高了運算效率。下邊舉一個例子說明遞推運算比遞歸運算具有更高的效率。遞歸運算中最常見的就是計算斐波那契數列，該數列1,1,2,3,5,8…一直依據前兩項之和等于后一項的規(guī)律增長下去。F(n)表示第n項元素的大小，因此得到運算公式為：1,n=1()1,n=2(1)(2),n>2FnFnFn=+（2.1）如果用遞歸思想計算F(6)大小，那么就會有大量重復結點或者重復子問題需

中國石油大學（北京）碩士專業(yè)學位論文-11-要計算，如下圖圖2.2遞歸思想的重復弊端Fig.2.2Therepetitivedisadvantageofrecursivethought為了計算F(6)需要重復計算F(4)兩次，F(3)三次，F(2)五次，F(1)兩次。一旦數據變大，無端耗費的時間成本將是巨大的。所以遞歸改進為遞推，一旦計算出F(4)就記錄在表格中，下次再需要計算F(4)時，就只需要查找表格中的F(4)數值，效率得到大幅提升。本質說DP思想是一種分治思想，只是借助“結果記在表”的方式，避免了重復計算，極大提高運算效率。2.1.2DP思想和DTW算法DP思想應用有兩大要素，第一要素是最優(yōu)子結構。最優(yōu)子結構是指下一級子問題的最優(yōu)解存在于上一級問題的最優(yōu)解中。第二要素是子問題重疊。子問題重疊是指在求解子問題時有大量重復步驟，那么只需計算一次，把結果存儲在表中，以后使用時可以直接查詢，無需重復求解。子問題重疊不是使用動態(tài)規(guī)劃的必要條件，但動態(tài)規(guī)劃解決子問題重疊的情況有特有的優(yōu)勢。DTW算法常用在計算兩個時間序列的相似度。給定兩個序列X={x1,x2,x3,…,xm}和Y={y1,y2,y3,…,yn,}，找到X和Y的編輯距離。編輯距離表示將一組序列調整為另一組序列時的最小操作次數。編輯距離越小，兩序列相似度越大，編輯距離越大，相似度越校這里的編輯距離和后文DTW算法中提到的累積誤差是同一個概念。設d[i][j]表示Xi序列和Yj序列的編輯距離，則d[i][j]取以上三者對齊方式的最小值。編輯距離的遞歸式為：d[i][j]=min{d[i-1][j]+1,d[i][j-1]+1,d[i-1][j-1]+diff(i,j)}（2.2）然后就可以分別計算以下各種情況：i=1時，{x1}和{y1,y2,y3,…,yn}中的字符一一比較，按照遞歸式求解并記錄編輯距離。i=2時，{x2}和{y1,y2,y3,…,yn}中的字符一?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進縱波與轉換波時間匹配方法研究[J]. 龔雪萍,陳雙全,李向陽.  石油地球物理勘探. 2012(05)
[2]多波層位標定技術在LMD油田的應用研究[J]. 付雷,徐永梅,王璐,金銀姬.  石油地球物理勘探. 2010(S1)
[3]P-SV與P-P波的時間匹配[J]. 陳雙全,王尚旭,李向陽,季敏.  石油地球物理勘探. 2010(04)
[4]一種快速的二維中值濾波算法及其硬件實現[J]. 鄭鶴,王魯平,李飆.  信息與電子工程. 2005(04)
[5]幾種反射波時距方程的比較[J]. 劉洋,魏修成.  地球物理學進展. 2005(03)
[6]基于合成記錄的綜合層位標定技術[J]. 張永華,陳萍,趙雨晴,朱軍,劉景顏.  石油地球物理勘探. 2004(01)
[7]轉換波人工合成地震記錄制作及縱、橫波層位對比[J]. 馬勁風,傅旦丹,劉一峰,王桂水,高樂.  石油地球物理勘探. 2004(01)
[8]儲層描述尺度與儲層地質模型分級[J]. 姚光慶,馬正,趙彥超.  石油實驗地質. 1994(04)
[9]縱橫波對比方法及應用[J]. 胡中平.  石油物探譯叢. 1990(04)
[10]逐段單調三次樣條插值[J]. 張寶琳.  數值計算與計算機應用. 1983(03)

博士論文
[1]縱橫波高精度匹配方法研究與應用[D]. 徐天吉.成都理工大學 2012



本文編號：3416682