基于微弱信號的高質(zhì)量偏移成像方法研究及其應(yīng)用.pdf

1、逆時(shí)偏移是一種重要的地下未知區(qū)域成像技術(shù)。然而，對地下弱照明目標(biāo)結(jié)構(gòu)成像是逆時(shí)偏移的一大難點(diǎn)。在地震波模擬與成像中，為了提高對地下弱照明區(qū)域成像的信號與噪音之比（信噪比），前人提出了一種在地震波模擬時(shí)提取與目標(biāo)結(jié)構(gòu)相關(guān)的波場，并用之偏移成像的算法。這種方法被稱為染色算法。
　　在常規(guī)染色算法中，染色波場的振幅與真實(shí)波場相差多個(gè)數(shù)量級且伴隨著波形被極大的扭曲。為了獲得準(zhǔn)確的通過目標(biāo)結(jié)構(gòu)的地震波場，我們提出了一種可以使染色波場振幅保真

2、的廣義染色算法。在廣義染色算法中，真實(shí)波場與染色波場在相同的速度模型里傳播。常規(guī)的震源子波作為真實(shí)波場的震源，而染色區(qū)域的真實(shí)波場則被當(dāng)作是求解染色波場的邊界條件。廣義染色算法保持了染色算法優(yōu)良的屬性:染色波場與真實(shí)波場是同步傳播的，并且染色波場只包含了目標(biāo)區(qū)域的信息。相較于常規(guī)染色算法，廣義染色算法的優(yōu)勢在于其生成的染色波場振幅保真。將廣義染色波場作為震源的正傳波場應(yīng)用于逆時(shí)偏移中，可以獲得高信噪比的目標(biāo)結(jié)構(gòu)成像結(jié)果。而保真的振幅使得

3、廣義染色算法在定量照明分析以及速度建模中有著良好的應(yīng)用前景。相較于最初的染色算法，廣義染色算法不僅適用于時(shí)間域的傳播算子，其同樣適用于頻率域的傳播算子。
　　廣義染色算法可以提取通過目標(biāo)區(qū)域的波場，而這一波場包含了通過目標(biāo)區(qū)域的一次反射、多次反射、散射波、多次散射波等。其中來自于目標(biāo)結(jié)構(gòu)的一次反射貢獻(xiàn)于該目標(biāo)結(jié)構(gòu)成像，而其它的波場成分則會引入成像噪音。同時(shí)，與目標(biāo)結(jié)構(gòu)相關(guān)的透射波后續(xù)傳播遇到其它結(jié)構(gòu)時(shí)也會產(chǎn)生一次反射，在成像結(jié)果中

4、形成與目標(biāo)結(jié)構(gòu)無關(guān)的成像結(jié)果。我們通過限制對目標(biāo)結(jié)構(gòu)的染色時(shí)間來提取染色波場中的一次反射波。我們不再在整個(gè)計(jì)算時(shí)間內(nèi)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行染色，取而代之的是選取目標(biāo)結(jié)構(gòu)一次反射產(chǎn)生的這一小段時(shí)間內(nèi)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行染色。該段時(shí)間之外的染色波場將不會被計(jì)算。這種方法減少了染色算法所需要的計(jì)算時(shí)間，同時(shí)可以抹除染色波場成像結(jié)果中與目標(biāo)結(jié)構(gòu)不相關(guān)的其它結(jié)構(gòu)，提高對目標(biāo)區(qū)域的成像質(zhì)量。
　　在探地雷達(dá)數(shù)據(jù)偏移成像中會面臨電磁波衰減而導(dǎo)致的局部區(qū)域弱照

5、明。遵循染色算法的思路，本文提出一種局部電磁波場重構(gòu)的方法，以提取通過某一局部地區(qū)的電磁波場。本文將此局部的電磁波場應(yīng)用于探地雷達(dá)數(shù)據(jù)的偏移成像中，獲得了高質(zhì)量的局部成像結(jié)果。
　　逆時(shí)偏移因其對大角度結(jié)構(gòu)的成像能力而被廣泛應(yīng)用，卻面臨著運(yùn)算量大困擾，尤其是三維情況下。將多炮數(shù)據(jù)同時(shí)偏移是一種有效的減少逆時(shí)偏移運(yùn)算量的方法，然而這會在成像結(jié)果中引入多炮數(shù)據(jù)之間的交叉假象。炮編碼是一種行之有效的交叉假象壓制方法。本文提出了一種基于最