發(fā)布時(shí)間：2017-05-29 06:05

  本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)裂變粒子濾波壓制地震勘探隨機(jī)噪聲，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地震勘探是探測油氣、礦藏資源的重要手段,復(fù)雜的勘探環(huán)境使得采集到的地震數(shù)據(jù)中通常包含大量的噪聲,嚴(yán)重降低了勘探資料的質(zhì)量,影響了研究者們對有用信息的提取。壓制隨機(jī)噪聲是提高地震勘探資料信噪比、改善地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的有效手段。常規(guī)的去噪方法在處理低信噪比的地震數(shù)據(jù)時(shí)難以令人滿意,因此研究一種在低信噪比背景下能有效提高地震資料信噪比的濾波方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。地震資料模型可以用非線性系統(tǒng)方程描述,粒子濾波是基于遞歸貝葉斯估計(jì)和蒙特卡洛思想的非線性濾波方法,濾波過程中利用非線性系統(tǒng)模型做非線性變換,不受系統(tǒng)模型和噪聲分布的限制,能有效解決非線性濾波問題。為此本文采用粒子濾波對地震勘探隨機(jī)噪聲進(jìn)行壓制,然而地震數(shù)據(jù)的信噪比較低,粒子濾波算法中存在的多樣性匱乏問題使粒子集保留的有效地震信息不夠完整,粒子最終有偏于信號的真實(shí)分布,濾波結(jié)果不夠理想。為了改善粒子集的多樣性、豐富粒子集保留的有效信息,并提高粒子集的質(zhì)量,使粒子集更逼近于信號真實(shí)分布,本文提出了壓制地震勘探隨機(jī)噪聲的自適應(yīng)裂變粒子濾波算法。在自適應(yīng)裂變粒子濾波算法壓制地震勘探隨機(jī)噪聲中,首先建立了地震記錄的狀態(tài)空間模型,為了跟蹤上信號的時(shí)變特征,我們采用了時(shí)變自回歸模型。其次提出了自適應(yīng)裂變思想,該思想主要是指在粒子重采樣之前,對粒子進(jìn)行預(yù)處理,采用自適應(yīng)裂變的方式繁殖子代粒子。為了自適應(yīng)完成該裂變過程,本文設(shè)置了裂變因子有效控制裂變程度,該因子充分融入了衡量粒子優(yōu)劣的權(quán)重信息,使粒子根據(jù)自身的優(yōu)劣情況完成不同程度的裂變,從而改善粒子多樣性,保留了粒子所含的有效信息。裂變過程即保留了高權(quán)重粒子的優(yōu)良特性,又產(chǎn)生了更多新的優(yōu)良粒子,有效增加了高權(quán)值粒子在粒子集所占的比重,提高了粒子集的質(zhì)量。因此,最終的粒子集更趨近于信號的真實(shí)分布,對有用信號的估計(jì)更加精準(zhǔn),提高了濾波性能。最后我們探討了四種重采樣方法并選擇了最優(yōu)重采樣方法。為了驗(yàn)證本文提出算法的有效性,本文對加入高斯白噪聲和色噪聲的人工模擬地震記錄分別進(jìn)行處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文算法在有效信號保留和噪聲壓制兩方面均優(yōu)于粒子濾波方法。實(shí)際地震資料處理結(jié)果表明,本文方法能很好的去除背景噪聲,濾波后的同相軸更加清晰、連續(xù),驗(yàn)證了本文方法在實(shí)際應(yīng)用中的有效性。
【關(guān)鍵詞】：地震勘探 隨機(jī)噪聲 粒子濾波 自適應(yīng)裂變 非線性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 壓制地震勘探隨機(jī)噪聲的意義及現(xiàn)狀9-11
• 1.2 粒子濾波及其發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.3 研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-15
• 第2章 粒子濾波理論15-29
• 2.1 貝葉斯理論及濾波方法15-21
• 2.1.1 狀態(tài)空間模型15-16
• 2.1.2 貝葉斯理論16-18
• 2.1.3 貝葉斯濾波方法18-21
• 2.2 粒子濾波理論21-25
• 2.2.1 蒙特卡洛方法21-22
• 2.2.2 貝葉斯重要性采樣和序貫重要性采樣22-24
• 2.2.3 粒子濾波算法24-25
• 2.3 粒子濾波性能分析25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 自適應(yīng)裂變粒子濾波算法壓制地震勘探隨機(jī)噪聲29-39
• 3.1 建立地震記錄狀態(tài)空間模型29-30
• 3.2 自適應(yīng)裂變過程30-33
• 3.3 重采樣方法的選取33-36
• 3.3.1 基本重采樣方法33-35
• 3.3.2 重采樣方法的選擇35-36
• 3.4 自適應(yīng)裂變粒子濾波算法對地震勘探隨機(jī)噪聲的壓制36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 地震資料處理39-49
• 4.1 模擬地震記錄39-47
• 4.1.1 單同相軸地震勘探合成記錄39-43
• 4.1.2 雙同相軸地震勘探合成記錄43-47
• 4.2 實(shí)際地震記錄47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第5章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 總結(jié)49-50
• 5.2 展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 導(dǎo)師及作者簡介57-58
• 致謝58

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