CN102004264B - 一种地震采集资料质量定量分析与评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地震采集资料质量定量分析与评价方法，属地球物理勘探技术领域，通过分析和统计能量弱的单炮记录、噪比低的单炮记录、主频低的单炮记录、背景干扰强的单炮记录、低频干扰强的单炮记录、高频干扰强的单炮记录及不正常道数超标的单炮记录，累计并去掉重复的炮即可得到全区二级品炮数和废品炮数，该方法可从点、线、面、体上控制、掌握了解资料变化情况，及时监控野外地震采集资料质量，及时发现问题，及时反馈，及时整改，达到获得高质量地震资料采集数据的目的，同时既省时、省力，又科学、客观、公正地完成地震资料采集数据的评价。

Description

一种地震采集资料质量定量分析与评价方法

 技术领域：

本发明公开一种地震采集资料质量定量分析与评价方法，属地球物理勘探技术领域。

背景技术：

目前，在地震资料采集过程中，业内通常是靠人工定性分析结合 “克朗软件”局部定量分析来监控资料质量和对资料进行评价，由于“克朗软件”是微机版，只能对单炮记录局部做能量分析、信噪比分析、频率分析，无法实现大规模数据分析，更无法实现全区资料评价；而且信噪比分析方法很不成熟（即：主频段内能量与主频段外能量的比），往往分析结果与实际不符，更没有对背景干扰分析的手段。

也有人提出一些定量分析的方法，如专利号为200510056764.3 的“三维地震资料处理质量监控技术”具体做法是：选定时窗和分析频率，对某炮各地震道在时窗内做快速傅立叶变换，得到道数据在频率域变换结果；对同炮的所有地震道做频率域中值滤波，得到该炮的统计激发能量或噪声干扰量结果；将所有炮的计算结果绘到各炮点平面图上，监控三维激发能量或噪声干扰；对地震数据某炮的各地震道做归一化自相关；对同炮的所有地震道的自相关统计求和，得到该炮的统计自相关结果；寻找该炮统计自相关的零交叉时，将所有炮的零交叉时绘到各炮点平面位置上，完成激发子波监控。该方法主要对能量和噪音干扰以及子波一致性进行分析。专利号为200610058312.3 的“地震勘探野外采集过程的控制方法”是通过现场旁站检查与利用软件在计算机上进行定量化分析相结合，将经过旁站检查过，并确认施工质量合格的物理点作为标准物理点，将所获得的地震记录中勘探目的层的地震波参数作为对比的标准值，并依据勘探精度要求确定控制范围，将没有经过现场旁站检查的物理点记录与其对比，作为对没有现场旁站的物理点记录的评价依据，用以评价地震采集的施工质量与地震记录质量。该方法对于地表、地下地震地质条件变化不大的情况下，用于监控和评价地震资料采集质量较为有效，对于南方复杂山地地表、地下地震地质条件变化剧烈的地区很难适应。

另外，中国石油大学编制的微机版评价软件，由于功能不全，运行速度慢，现场可操作性不强，在业内难以推行。

定性分析与评价，人为因素很多，缺乏客观、准确及公正性，不仅费时费力，难以及时发现问题，及时纠正，对采集中存在的隐性问题更难以发现，对当今超多道、高覆盖、高密度采集获取的庞大数据量更是难以应付；人工评价、早期微机软件评价方法均难以实施，从而无法了解整体资料质量变化情况、质量控制效果不佳。

因此，根据野外采集现状，寻求一套地震采集资料质量定量分析与评价的技术方法具有重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的人为因素很多，缺乏客观、准确及公正性的缺陷，提出一种地震采集资料质量定量分析与评价方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1）定义炮点、检波点位置及炮-检关系，确定观测系统；

2）采用线性动校正或初至拟合法检测炮点、检波点位置及炮-检关系，确保炮点、检波点位置及炮-检关系正确；

3）计算单炮记录的平均振幅，形成分布图，分析和统计能量弱的单炮记录；

4）采用相关法计算单炮记录的信噪比，形成分布图，分析和统计信噪比低的单炮记录；

5）计算单炮记录的似主频，形成分布图，分析和统计似主频低的单炮记录；

6）计算单炮记录初至前背景干扰的平均振幅，形成分布图，分析和统计背景干扰强的单炮记录；

7）计算低通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计低频干扰强的单炮记录；

8）计算高通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计高频干扰强的单炮记录；

9）识别与统计单炮记录不正常道，形成分布图，分析和统计不正常道数超标的单炮记录；

10）将步骤3到步骤9统计的结果累计并去掉重复的炮即可得到全区二级品炮数和废品炮数，完成定量评价。

采用线性动校正或初至拟合法检测炮点、检波点位置及炮-检关系，确保炮点、检波点位置及炮-检关系正确，具体方法为：

（1）对初至波进行线性动校正,校正量计算公式为:CORR=X/V,其中:CORR为校正量,X为炮点到接收点间的距离(炮检距),V为校正速度，根据初至波是否校平和炮点两边排列是否对称来判断炮点、检波点位置是否正确；（2）或将初至波拟合曲线显示在初至波上，根据两者吻合程度来判断炮点、检波点位置是否正确；(3)对于高程变化较剧烈的地区,如要检查检波点位置是否正确还要结合高程曲线和高程校正后的炮集初至波情况来判断。

计算单炮记录的平均振幅，形成分布图，分析和统计能量弱的单炮记录，按以下步骤实现：

平均振幅计算方法为：

假设地震数据为x(t),为连续时间信号，对其做傅立叶变换得到                                                ；ω为角频率，f为频率，t为时间，通常是复数，利用复数性质可得：

 ，此式中，和分别为振幅谱和相位谱，它们用下面的公式计算：

         ，   

式中，和为的傅立叶变换的实部和虚部，用实部分量和虚部分量表示如下：

，其中，，

取即为平均振幅，其中n为地震记录采样点数；

得到每炮的平均振幅后，若为试验资料，形成柱状图，若为二维资料，形成单线分布图或单线振幅曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

根据探区地震资料能量统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

采用相关法计算单炮记录的信噪比，形成分布图，分析和统计信噪比低的单炮记录，具体方法为：

计算每炮记录的信噪比：

对于相邻地震道，信号具有相关性，而噪声不具有相关性，对于N道地震记录有：

    i为道号，i = 1,2 ……N，t为时间，

记*为相关符号，则第i道和第i+1道互相关可简化为：

通过多道统计计算,可以得到互相关法计算信噪比的公式,其中考虑到同相轴的倾斜变化或时移，则有：

其中：为考虑时移量后互相关的最大值，为自相关的最大值,

SNR即为信噪比；

得到每炮的信噪比后，若为试验资料，形成柱状图，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，可以根据纵坐标判断哪里信噪比低，哪里信噪比高，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

平面图上信噪比不同色标也不同，在分布图上可以根据色标分析哪里信噪比高，哪里信噪比低，找出的单炮记录；

根据探区地震资料信噪比统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

计算单炮记录的似主频，形成分布图，分析和统计似主频低的单炮记录：

每炮记录的似主频具体估算方法为：

地震记录道经过傅立叶变换到频率-振幅域，再对其求导，令其导数等于0，得到振幅的最大值处所对应的频率，定义该频率为此地震道的似主频；

假设地震数据为x(t),为连续时间信号，对其做傅立叶变换得到：，ω为角频率，ω=2πf，f为频率，t为时间；

通常是复数，利用复数性质可得：，

此式中，和分别为振幅谱和相位谱，它们用下面的公式计算：

               ， ，                                 

式中，和为的傅立叶变换的实部和虚部，其中：，

对求导，令，解此方程则得到ω，那么就是该信号的似主频；

     依次求出每道的似主频，对同一炮中所有道的似主频平均，即得到某炮的似主频；

得到每炮的似主频后，若为试验资料，形成似柱状图，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

根据探区地震资料似主频统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

计算单炮记录初至前背景干扰的平均振幅，形成分布图，分析和统计背景干扰强的单炮记录，首先要计算单炮记录初至前背景干扰的平均振幅，计算方法与计算单炮记录平均振幅方法相同，但时间要控制在初至以前，初至波和初至以下的波不能参与计算；

得到每炮的背景干扰平均振幅后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

根据探区地震资料背景干扰统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

计算低通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计低频干扰强的单炮记录，首先用低通滤波器对单炮记录滤波，并计算其平均振幅，并定义为Fd；用带通滤波器进行滤波，计算优势频带内平均振幅并定义为Fy，求或，其比值的大小即能代表低频干扰的强弱；

算出比值后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

根据探区地震资料低频干扰统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

计算高通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计高频干扰强的单炮记录，首先用高通滤波器对单炮记录滤波，计算其平均振幅并定义为Fg，用带通滤波器进行滤波，计算其平均振幅并定义为Fy，求或，比值的大小即能代表高频干扰的强弱；

得到比值后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

根据探区地震资料高频干扰统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

识别与统计单炮记录不正常道，形成分布图，分析和统计不正常道数超标的单炮记录，首先要识别与统计单炮记录不正常道，不正常道包括但不限于以下类型：

①初至不起跳：在初至前计算每一道的起跳时间T，然后计算每道起跳时间的增量，如果某道起跳时间增量与该炮起跳时间平均增量相比大于规定值，则可判定为坏道；

②极性反转：采用相关法可判断某一道是否为反极性，在初至时间内，首先从各道中求出一模型道M(t),然后分别用各地震道振幅函数.与相关得到相关函数：，

求max{}=,利用与模型道M(t)的周期关系判断的极性；

③最大振幅异常：求出各道的最大振幅和各道最大振幅的平均值，根据两者误差判断；

④平均振幅异常：求出各道的平均振幅和整炮的平均振幅，利用两者误差判断；

⑤工业干扰道：做傅立叶变换，计算最大振幅、平均振幅和峰值频率。根据三者与工业干扰频率之间误差来判断此道是否为工业干扰道（根据需要，如果工业电干扰不参与评价，则不需要识别和统计工业电干扰）；

⑥主频异常：根据各道主频与正常炮的平均主频之间的误差可判断是否为主频异常道；

统计出每炮的不正常道数后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成平面分布图；

只要设置出二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

本发明的有益效果是：通过点、线、面、体上控制、掌握了解资料变化情况，及时监控野外地震采集资料质量，及时发现问题，及时反馈，及时整改，达到获得高质量地震资料采集数据的目的，同时既省时、省力，又科学、客观、公正地完成地震资料采集数据的评价。

附图说明：

图1为本发明流程框图；

图2为井深试验信噪比分析柱状图；

图3为二维测线单炮振幅分布图；

图4为二维测线单炮振幅曲线图；

图5为三维资料信噪比平面分布图；

图6为不同信噪比级别的单炮记录；

图7为三维叠加数据体主频分布图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

由图1可知，本发明包括以下步骤：

1、定义炮点、检波点位置及炮-检关系，确定观测系统；

2、检测炮-检关系：采用线性动校正或初至拟合法检测炮点、检波点位置及炮-检关系，确保炮点、检波点位置及炮-检关系正确，具体方法为：

（1）对初至波进行线性动校正,校正量计算公式为:CORR=X/V,其中:CORR为校正量,X为炮点到接收点间的距离(炮检距),V为校正速度，根据初至波是否校平和炮点两边排列是否对称来判断炮点、检波点位置是否正确；

（2）将初至波拟合曲线显示在初至波上，根据两者吻合程度来判断炮点、检波点位置是否正确；

（3）对于高程变化较剧烈的地区,如要检查检波点位置是否正确还要结合高程曲线和高程校正后的炮集初至波情况来判断；

    如果炮检关系有误，通知施工单位整改或重新测量加以补救。

3、计算单炮记录的平均振幅，形成分布图，分析和统计能量弱的单炮记

录，按以下步骤实现：

为了检查、分析单炮记录能量分布情况，首先要计算单炮记录的平均振幅（初至及初至以上的振幅不参与计算），由于能量与振幅的平方成正比，因此振幅的强弱即代表着能量的强弱，平均振幅计算方法为：

假设地震数据为x(t),为连续时间信号，对其做傅立叶变换得到；ω为角频率，f为频率，t为时间，通常是复数，利用复数性质可得：

 ，此式中，和分别为振幅谱和相位谱，它们用下面的公式计算：

         ，   

式中，和为的傅立叶变换的实部和虚部，用实部分量和虚部分量表示如下：

，其中，，

取即为平均振幅，其中n为地震记录采样点数；

得到每炮的平均振幅后，若为试验资料，形成与图2类似柱状图，若为二维资料，形成如图3所示单线分布图或如图4所示单线振幅曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成与图5类似平面分布图；

根据探区地震资料能量统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数；

通过此方法可以迅速、准确分析一个台班、一阶段或一期地震勘探采集资料能量变化情况，掌握工区地震资料能量变化规律。

4、采用相关法计算单炮记录的信噪比，形成分布图，分析和统计信噪比低的单炮记录，具体方法为：

为了检查、分析单炮记录信噪比分布情况，首先要计算每炮记录的信噪比：

对于相邻地震道，信号具有相关性，而噪声不具有相关性，对于N道地震记录有：

    i为道号，i = 1,2 ……N，t为时间，

记*为相关符号，则第i道和第i+1道互相关可简化为：

通过多道统计计算,可以得到互相关法计算信噪比的公式,其中考虑到同相轴的倾斜变化或时移，则有：

其中：为考虑时移量后互相关的最大值，为自相关的最大值,

SNR即为信噪比；

得到每炮的信噪比后，若为试验资料，形成如图2所示的柱状图，若为二维资料，形成与图3类似单线分布图或与图4类似单线曲线图，可以根据纵坐标判断哪里信噪比低，哪里信噪比高，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接如图5所示形成平面分布图。

平面图上信噪比不同色标也不同，在分布图上可以根据色标分析哪里信噪比高，哪里信噪比低，图6就是根据色标不同，找出的单炮记录，可以看出，信噪比值不同确实能反映单炮记录真实信噪比的变化，从而掌握工区地震资料信噪比变化规律；

根据探区地震资料信噪比统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

5、计算单炮记录的似主频，形成分布图，分析和统计似主频低的单炮记录：

为了检查、分析似主频分布情况，首先要估算每炮记录的似主频，具体估算方法为：

地震记录道经过傅立叶变换到频率-振幅域，再对其求导，令其导数等于0，得到振幅的最大值处所对应的频率，定义该频率为此地震道的似主频；

假设地震数据为x(t),为连续时间信号，对其做傅立叶变换得到：，ω为角频率，ω=2πf，f为频率，t为时间；

通常是复数，利用复数性质可得：，

此式中，和分别为振幅谱和相位谱，它们用下面的公式计算：

               ， ，                                                         

式中，和为的傅立叶变换的实部和虚部，其中：，

对求导，令，解此方程则得到ω，那么就是该信号的似主频；

     依次求出每道的似主频，对同一炮中所有道的似主频平均，即得到某炮的似主频；

得到每炮的似主频后，若为试验资料，形成与如图2类似柱状图，若为二维资料，形成与图3类似单线分布图或与图4类似单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成与图5类似平面分布图；

根据探区地震资料似主频统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

通过此方法可以迅速、准确分析地震勘探采集资料似主频变化情况，掌握工区地震资料似主频变化规律。

6、计算单炮记录初至前背景干扰的平均振幅，形成分布图，分析和统计背景干扰强的单炮记录；

为了检查、分析背景干扰分布情况，首先要计算单炮记录初至前背景干

扰的平均振幅，计算方法与计算单炮记录平均振幅方法一样，但时间要控制在初至以前，初至波和初至以下的波不能参与计算；

得到每炮的背景干扰平均振幅后，若为二维资料，形成与图3类似单线分布图或与图4类似单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成与图5类似平面分布图；

根据探区地震资料背景干扰统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

通过此方法可以迅速、准确分析地震采集资料背景干扰变化情况，掌握工区地震资料背景干扰变化规律。

7、计算低通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计低频干扰强的单炮记录；

为了检查、分析低频干扰的分布情况，首先用低通滤波器（一般为10Hz）

对单炮记录滤波，并计算其平均振幅（定义为Fd），用优势频带带通滤波器进行滤波（一般为15-50Hz，要根据地区不同适当调整优势频带的高频端），并计算优势频带内平均振幅（定义为Fy），求或，比值的大小即能代表低频干扰的强弱。

算出比值后，若为二维资料，形成与图3类似单线分布图或与图4类似单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成与图5类似平面分布图；

根据探区地震资料低频干扰统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

通过此方法可以迅速、准确分析地震采集资料低频干扰分布情况。

8、计算高通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计高频干扰强的单炮记录；

为了检查、分析高频干扰的分布情况，首先用高通滤波器对单炮记录滤

波（一般为70Hz，要根据地区不同、采集目标频率不同适当调整滤波频率），计算其平均振幅（定义为Fg），用优势频带带通滤波器进行滤波（一般为15-50Hz，要根据地区不同、采集目标频率不同适当调整优势频带的高频端），并计算其平均振幅（定义为Fy），求或，比值的大小即能代表高频干扰的强弱。

得到比值后，若为二维资料，形成与3类似单线分布图或与图4类似单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成与图5类似平面分布图。

根据探区地震资料高频干扰统计设置二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。

通过此方法可以迅速、准确分析地震采集资料高频干扰分布情况。

9、识别与统计单炮记录不正常道，形成分布图，分析和统计不正常道数超标的单炮记录：

为了检查、分析不正常道的分布，首先要识别与统计单炮记录不正常道，不正常道包括但不限于以下类型：

①初至不起跳：在初至前计算每一道的起跳时间T，然后计算每道起跳时间的增量，如果某道起跳时间增量与该炮起跳时间平均增量相比大于规定值，则可判定为坏道；

②极性反转：采用相关法可判断某一道是否为反极性，在初至时间内，首先从各道中求出一模型道M(t),然后分别用各地震道振幅函数.与相关得到相关函数：，

求max{}=,利用与模型道M(t)的周期关系判断的极性；

③最大振幅异常：求出各道的最大振幅和各道最大振幅的平均值，根据两者误差判断；

④平均振幅异常：求出各道的平均振幅和整炮的平均振幅，利用两者误差判断；

⑤工业干扰道：做傅立叶变换，计算最大振幅、平均振幅和峰值频率。根据三者与工业干扰频率之间误差来判断此道是否为工业干扰道（根据需要，如果工业电干扰不参与评价，则不需要识别和统计工业电干扰）。

⑥主频异常：根据各道主频与正常炮的平均主频之间的误差可判断是否为主频异常道。

统计出每炮的不正常道数后，若为二维资料，形成与3类似的单线分布图或与图4类似的单线曲线图，工区所有测线施工完后，还可以形成平面图；如为三维资料可直接形成与图5类似的平面分布图。

只要设置出二级品和废品的门槛，就可以统计出二级品和废品的炮数。通过此方法可以迅速、准确分析地震采集资料不正常道分布情况。

10、将步骤3到步骤9统计的结果累计并去掉重复的炮即可得到全区二级品炮数和废品炮数，就完成了定量评价。

11、另外，本发明还可以进行叠加、偏移数据体平均振幅、信噪比、主频分析，即进行静校正、去噪、速度分析、剩余静校正等监控处理后，得到叠加剖面，按照上述步骤2、3和步骤4的方法计算叠加数据体的平均振幅、信噪比、似主频，也可以针对目的层沿层开时窗计算平均振幅、信噪比、似主频。若为二维资料形成单线分布图或曲线图、全区平面分布图，若为三维资料，可直接形成与图7类似的平面分布图，根据分布图分析地震剖面平均振幅、信噪比、主频变化情况。

在施工过程中，通过对已施工资料的点（试验点、特殊点）、线（二维测线、三维炮排或炮线）、面（二维工区部分测线、三维条带）、体（叠加、偏移数据体）定量分析，掌握资料品质变化情况，提出下步生产时具体要求，乙方能够知道自己存在的不足，下一步生产时引起注意。施工结束后，通过全区面、体的定量分析与评价，为验收提供分析数据。

Claims (1)

1.一种地震采集资料数据处理方法，包括以下步骤：

观测系统建立步骤，根据野外提供的炮点、检波点位置及炮-检关系，建立观测系统；

检测步骤，采用线性动校正或初至拟合法检测采集到的地震资料包括炮点、检波点位置及炮-检关系，确保炮点、检波点位置及炮-检关系正确；

单炮记录处理、分析步骤，分别计算各个单炮记录的平均振幅、信噪比、峰值频率、初至前背景干扰平均振幅、不正常道、低通滤波后的单炮记录的平均振幅与优势频带内的单炮记录的平均振幅之比、高通滤波后的单炮记录的平均振幅与优势频带内的单炮记录的平均振幅之比，形成相应的分布图，将所述单炮记录的平均振幅、信噪比、峰值频率、初至前背景干扰平均振幅、不正常道、低通滤波后的单炮记录的平均振幅与优势频带内的单炮记录的平均振幅之比、高通滤波后的单炮记录的平均振幅与优势频带内的单炮记录的平均振幅之比与相应的预设阈值进行比较，根据比较结果分析和统计相应的二级品炮数和废品炮数；

炮数确定步骤，对统计得到的二级品炮数和废品炮数进行累计，去除重复的单炮记录，得到需要的单炮炮数以用于分析

其中：计算单炮记录的平均振幅，形成分布图，分析和统计能量弱的单炮记录，其按以下步骤实现：

平均振幅计算方法为：

假设地震数据为x(t)，其为连续时间信号，对其做傅立叶变换得到：

$X\left(\mathrm{\ω}\right)={\∫}_{-\∞}^{+\∞}x\left(t\right)\exp (-\mathrm{i\ωt})\mathrm{dt}$

其中，ω为角频率，f为频率，t为时间；

X(ω)通常是复数，利用复数性质得：

X(ω)＝A(ω)e^iφ(ω)

其中，A(ω)和φ(ω)分别为振幅谱和相位谱，其分别用如下公式计算：

$A\left(\mathrm{\ω}\right)=\sqrt{X_r^2\left(\mathrm{\ω}\right)+X_i^2\left(\mathrm{\ω}\right)}$

$\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\ω}\right)={\tan }^{-1}\frac{X_i\left(\mathrm{\ω}\right)}{X_r\left(\mathrm{\ω}\right)}$

其中，X_r(ω)和X_i(ω)分别为X(ω)的傅立叶变换的实部和虚部，X(ω)用实部分量和虚部分量表示如下：

X(ω)＝X_r(ω)+iX_i(ω)

其中，X_r(ω)＝A(ω)cosφ(ω)，X_i(ω)＝A(ω)sinφ(ω)，

取即为平均振幅，其中n为地震记录采样点数；

得到每炮的平均振幅后，若为试验资料，形成柱状图，若为二维资料，形成单线分布图或单线振幅曲线图，根据纵坐标判断能量弱的区域和能量强的区域，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

将每炮的平均振幅与所述预设阈值中的振幅阈值进行比较，统计平均振幅小于所述振幅阈值的单炮记录，作为能量弱的单炮记录；

采用相关法计算单炮记录的信噪比，形成分布图，分析和统计信噪比低的单炮记录，具体方法为：

计算每炮记录的信噪比：

对于相邻地震道，信号具有相关性，而噪声不具有相关性，对于N道地震记录有：

x_i(t)＝s_i(t)+n_i(t)

其中，i为道号，i＝1,2……N，t为时间，

记*为相关符号，则第i道和第i+1道互相关简化为：

x_i(t)*x_i+1(t)＝[s_i(t)+n_i(t)]*[s_i+1(t)+n_i+1(t)]

＝s_i(t)*s_i+1(t)+s_i(t)*n_i+1(t)+s_i+1(t)*n_i(t)+n_i+1(t)*s_i+1(t)

通过多道统计计算，得到互相关法计算信噪比的公式，考虑到同相轴的倾斜变化或时移，则有：

$\mathrm{SNR}=\frac{E_S}{E_N}=\frac{N\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{i,i+1}}{(N-1)\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{i,i}-N\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{i,i+1}}$

其中，Q_i,i+1为考虑时移量后互相关的最大值，Q_i,i(0)为自相关的最大值,SNR为信噪比；

得到每炮的信噪比后，若为试验资料，形成柱状图，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，根据纵坐标判断信噪比低区域和信噪比高区域，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

平面图上信噪比高低不同色标也不同，在平面图上根据色标分析信噪比高和区域信噪比低的区域，找出单炮记录；

将每炮的信噪比与所述预设阈值中的信噪比阈值进行比较，统计信噪比小于所述信噪比阈值的单炮记录，作为信噪比低的单炮记录；

计算单炮记录的峰值频率，形成分布图，分析和统计峰值频率低的单炮记录，

每炮记录的峰值频率具体估算方法为：

地震记录道经过傅立叶变换到频率-振幅域，再对其求导，令导数等于0，得到振幅的最大值处所对应的频率，该频率为此地震道的峰值频率；

假设地震数据为x(t)，其为连续时间信号，对其做傅立叶变换得到：

$X\left(\mathrm{\ω}\right)={\∫}_{-\∞}^{+\∞}x\left(t\right)e^{-\mathrm{i\ωt}}\mathrm{dt}$

其中，ω为角频率，ω＝2πf，f为频率，t为时间；

X(ω)通常是复数，利用复数性质得：

X(ω)＝A(ω)e^iφ(ω)

其中，A(ω)和φ(ω)分别为振幅谱和相位谱，其分别用如下公式计算：

$A\left(\mathrm{\ω}\right)=\sqrt{X_r^2\left(\mathrm{\ω}\right)+X_i^2\left(\mathrm{\ω}\right)},\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\ω}\right)={\tan }^{-1}\frac{X_i\left(\mathrm{\ω}\right)}{X_r\left(\mathrm{\ω}\right)}$

其中，X_r(ω)和X_i(ω)分别为X(ω)的傅立叶变换的实部和虚部，其分别据如下公式计算：

X_r(ω)＝A(ω)cosφ(ω)，X_i(ω)＝A(ω)sinφ(ω)

对X(ω)＝A(ω)e^iφ(ω)求导，令对该方程求解则得到ω，那么就是该信号的峰值频率；

依次求出每道的峰值频率，对同一炮中所有道的峰值频率平均，即得到某炮的峰值频率；

得到每炮的峰值频率后，若为试验资料，形成似柱状图，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

将每炮的峰值频率与所述预设阈值中的频率阈值进行比较，统计峰值频率小于所述频率阈值的单炮记录，作为峰值频率低的单炮记录；

计算单炮记录初至前背景干扰的平均振幅，形成分布图，分析和统计背景干扰强的单炮记录，包括：

计算单炮记录初至前背景干扰的平均振幅，计算方法与计算单炮记录平均振幅方法相同，但时间要控制在初至以前，初至波和初至以下的波不能参与计算；

得到每炮的背景干扰平均振幅后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

将每炮的背景干扰平均振幅与所述预设阈值中的背景干扰振幅阈值进行比较，统计背景干扰平均振幅大于所述背景干扰振幅阈值的单炮记录，作为背景干扰强的单炮记录；

计算低通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计低频干扰强的单炮记录，包括：

用低通滤波器对单炮记录滤波，并计算其平均振幅，并定义为Fd，用带通滤波器进行滤波，计算优势频带内平均振幅并定义为Fy，求或其比值的大小即代表低频干扰的强弱；

算出比值后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

将每炮的振幅比值与所述预设阈值中的低频振幅比阈值进行比较，统计振幅比值大于所述低频振幅比阈值的单炮记录，作为低频干扰强的单炮记录；

计算高通滤波后单炮记录的平均振幅与优势频带内单炮记录的平均振幅之比，形成分布图，分析和统计高频干扰强的单炮记录，包括：

用高通滤波器对单炮记录滤波，计算其平均振幅并定义为Fg，用带通滤波器进行滤波，计算其平均振幅并定义为Fy，求或比值的大小即代表高频干扰的强弱；

得到比值后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

将每炮的振幅比值与所述预设阈值中的高频振幅比阈值进行比较，统计振幅比值大于所述高频振幅比阈值的单炮记录，作为高频干扰强的单炮记录；

识别与统计单炮记录不正常道，形成分布图，分析和统计不正常道数超标的单炮记录，

首先要识别与统计单炮记录不正常道，不正常道包括以下类型：

①初至不起跳：在初至前计算每一道的起跳时间T，然后计算每道起跳时间的增量Δt，如果某道起跳时间增量与该炮起跳时间平均增量相比大于规定值，则判定为坏道；

②极性反转：采用相关法判断某一道是否为反极性，在初至时间内，首先从各道中求出一模型道M(t)，然后分别用各地震道振幅函数x_i(t)与M(t)相关得到相关函数F_i(t)：F_i(t)＝M(t)*x_i(t)，

求max{F_i(t)}＝F_max(t)，利用F_max(t)与模型道M(t)的周期关系判断x_i(t)的极性；

③最大振幅异常：求出各道的最大振幅和各道最大振幅的平均值，根据两者误差判断；

④平均振幅异常：求出各道的平均振幅和整炮的平均振幅，利用两者误差判断；

⑤工业干扰道：做傅立叶变换，计算最大振幅、平均振幅和峰值频率，根据三者与工业干扰频率之间误差来判断此道是否为工业干扰道；

⑥主频异常：根据各道主频与正常炮的平均主频之间的误差判断是否为主频异常道；

统计出每炮的不正常道数后，若为二维资料，形成单线分布图或单线曲线图，工区所有测线施工完后，还形成平面图；如为三维资料，则直接形成平面分布图；

将每炮的不正常道数与所述预设阈值中的不正常道阈值进行比较，统计不正常道数大于所述不正常道阈值的单炮记录，作为不正常道数超标的单炮记录。