CN105093355B - 一种地震观测系统评价方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种地震观测系统评价方法。该方法计算给定震源波下地震观测系统的地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱；然后通过所述地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱，计算地震观测系统频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽；最后基于所述频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价地震观测系统。本申请实施例的地震观测系统评价方法可以提高地震观测系统评价方法的准确性，使得评价结果更加科学、合理。

Description

一种地震观测系统评价方法

技术领域

本申请涉及地区物理勘探技术领域，特别涉及一种地震观测系统评价方法。

背景技术

地震数据采集是地震勘探的基础，野外采集的地震数据质量直接影响到勘探效果，而地震观测系统的准确设计是地震数据采集成功的关键因素。因此如何评价地震观测系统设计方案的优劣非常重要。

现有技术中，通常以地震成像分辨率为依据来评价地震观测系统设计方案的优劣。具体过程一般如下：

首先获取地震观测系统的炮检距、方位角、面元等观测系统属性信息。然后通过所述观测系统属性信息，可以计算出该地震观测系统的地震成像分辨率。最后通过该地震成像分辨率来评价该地震观测系统的设计方案。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

上述现有技术，只是在理论上计算地震观测系统的地震成像分辨率，并没有考虑实际情况下的信号干扰和噪声的影响，因此上述地震观测系统评价方法的准确性不高。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种地震观测系统评价方法，以提高地震观测系统评价方法的准确性，使得评价结果更加科学、合理。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供的一种地震观测系统评价方法是这样实现的：

一种地震观测系统评价方法，包括：

1)获取震源波的频率上限和频率下限，根据所述频率上限和频率下限计算震源波的震幅和相位；

sg表示地震道编号，T_r1,……T_rM表示地震观测系统在成像点I处位于预设偏移孔径R内的地震道，f_α表示震源波的频率，表示成像点I的空间位置，表示地震观测系统的第sg道地震波，所述第sg道地震波基于所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的相位计算得到，l_sg,I表示偏移成像加权因子，Δt_sg,I表示偏移成像校正时间；

2N_x+1表示第一方向上成像点的数量，x_δ表示第一方向上第δ个成像点的坐标值，δ表示第一方向上成像点的编号，2N_y+1表示第二方向上成像点的数量，y_λ表示第二方向上第λ个成像点的坐标值，λ表示第二方向上成像点的编号，h表示成像点的深度，表示第一方向上第β个地震波，表示第二方向上第γ个地震波，所述第一方向为平行于地震观测系统接收线的方向，所述第二方向为垂直于地震观测系统接收线的方向；

表示地震观测系统的第sg道线性干扰波，所述第sg道线性干扰波基于所述第二品质因子、第二比例系数、震源波的震幅和震源波的相位计算得到；

5)基于线性干扰波偏移成像，计算地震观测系统线性干扰波偏移成像的频率波数谱其中，

β表示第一方向上地震波的编号，γ表示第二方向上地震波的编号，f_D表示震源波的频率下限，f_U表示震源波的频率上限；

η表示预设信噪比，表示R_F(f_α,h)关于f_α的反函数，表示关于的反函数，表示关于的反函数；

8)基于频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价所述地震观测系统。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例通过点绕射的积分法偏移，计算给定震源波下地震观测系统的地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱然后通过所述地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱，计算地震观测系统频率域有效带宽B_F、第一方向波数域有效带宽B_X和第二方向波数域有效带宽B_Y。最后基于所述频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价地震观测系统。与现有技术相比，本申请实施例的地震观测系统评价方法考虑了近地表线性噪声对地震采集分辨率的影响，避免了以往分辨率分析只考虑信号而不考虑噪声的局限性，从而提高了地震观测系统评价方法的准确性，使得评价结果更加科学、合理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例地震观测系统评价方法的流程图；

图2a为观测系统1在偏移孔径为500m时的频率域信噪比谱；

图2b为观测系统1在偏移孔径为3500m时的频率域信噪比谱；

图2c为观测系统1在偏移孔径为6000m时的频率域信噪比谱；

图2d为观测系统2在偏移孔径为500m时的频率域信噪比谱；

图2e为观测系统2在偏移孔径为3500m时的频率域信噪比谱；

图2f为观测系统2在偏移孔径为6000m时的频率域信噪比谱；

图2g为观测系统3在偏移孔径为500m时的频率域信噪比谱；

图2h为观测系统3在偏移孔径为3500m时的频率域信噪比谱；

图2i为观测系统3在偏移孔径为6000m时的频率域信噪比谱；

图3a为观测系统1在偏移孔径为500m时的波数域信噪比谱；

图3b为观测系统1在偏移孔径为3500m时的波数域信噪比谱；

图3c为观测系统1在偏移孔径为6000m时的波数域信噪比谱；

图3d为观测系统2在偏移孔径为500m时的波数域信噪比谱；

图3e为观测系统2在偏移孔径为3500m时的波数域信噪比谱；

图3f为观测系统2在偏移孔径为6000m时的波数域信噪比谱；

图3g为观测系统3在偏移孔径为500m时的波数域信噪比谱；

图3h为观测系统3在偏移孔径为3500m时的波数域信噪比谱；

图3i为观测系统3在偏移孔径为6000m时的波数域信噪比谱。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在地震资料解释中，无论地震信号的频带有多宽，但是能够被解释人员所用的信号是比干扰要强数倍的一段连续频率和波数成分。一般地，将地震信号中能够为解释人员所用的一段连续频率和波数成分的宽度称之为有效带宽。有效带宽越大，解释人员能够使用的频率和波数成分越多，能够识别的地质目标就越精细，地震成像的分辨率越高。因此，可以计算地震观测系统的有效带宽，然后通过有效带宽评价地震观测系统设计方案的分辨率。

下面介绍本申请地震观测系统评价方法的一个实施例。如图1所示，所述实施例包括：

S100：获取震源波的频率上限和频率下限，根据所述频率上限和频率下限计算震源波的震幅和相位。

具体地，震源波可以采用宽带雷克子波。可以将震源波的频率上限记为f_D，频率下限记为f_U。那么，震源波的频率f_α的取值范围为f_α＝f_D,f_D+1,……,f_U。可以将震源波的震幅和相位分别记为W(f_α)和那么，

式(1)和式(2)中，

W(f_α)表示震源波频率为f_α时的振幅；

表示震源波频率为f_α时的相位；

f_D表示震源波的频率下限；

f_U表示震源波的频率上限；

exp表示以自然常数e为底的指数函数。

需要说明的是，式(2)可以表明，在任意频率下震源波的相位均为0。

S110：获取第一品质因子和第一比例系数，基于所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的相位，计算地震观测系统的地震波场偏移成像。

具体地，所述第一比例系数K^S一般为震源波能量转化为地震波能量的比例系数。所述第一品质因子Q^S一般为地震波衰减的品质因子。

工区的地质模型按照该工区的地质结构和地质勘探任务可以简化为点绕射模型。所述点绕射模型包括震源点、绕射点和接收点。在所述点绕射模型中，震源波从激发点出发后传播到绕射点，然后再从绕射点传播到接收点。

在地震观测系统中，可以将绕射点p的空间坐标记为将成像点I的空间位置记为将第sg道的激发点s的空间坐标记为将第sg道的接收点g的空间坐标记为将成像点I的深度记为h。那么，可以计算地震观测系统第sg道地震波从激发点s传播到绕射点p后再传播到接收点g的时间

式(3)中，

表示激发点与绕射点之间的距离；

表示绕射点与接收点之间的距离；

v^S表示地震波在地层中的传播速度。

根据所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的频率，以及第sg道地震波从激发点s传播到绕射点p后再传播到接收点g的时间可以计算地震观测系统从激发点s传播到绕射点p后再传播到接收点g的第sg道地震波

式(4)中，

K^S表示第一比例系数；

Q^S表示第一品质因子；

i为虚数单位。

偏移成像的加权因子l_sg,I可以通过如下的公式计算。其中，所述偏移成像加权因子一般为激发点到成像点以及成像点到接收点的距离之和。

式(5)中，

表示激发点与成像点之间的距离；

表示成像点与接收点之间的距离。

根据成像点的深度h和偏移成像加权因子l_sg,I，可以计算偏移成像校正时间Δt_sg,I。

式(6)中，

根据偏移成像加权因子l_sg,I和偏移成像校正时间Δt_sg,I，以及第sg道地震波可以计算地震观测系统的地震波场偏移成像

针对不同的观测系统，可以设定不同的偏移孔径。可以将地震观测系统的偏移孔径记为R。在式(7)中，sg表示地震道编号，T_r1,……T_rM表示地震观测系统在成像点I处位于偏移孔径R内的地震道。

S120：基于地震波场偏移成像，计算地震观测系统地震波场偏移成像的频率波数谱。

一般地，对于地震观测系统，可以将第一方向上成像点的数量记为2N_x+1，将第一方向上地震波的数量记为2M_x+1，将第二方向上地震波的数量记为2M_y+1，将第二方向上成像点的数量记为2N_y+1。其中，第一方向为平行于该地震观测系统接收线的方向，第二方向为垂直于地震观测系统接收线的方向。第一方向和第二方向上成像点的深度相同，均为h。

那么，在步骤S120中，

式(8)中，

表示地震观测系统地震波场偏移成像的频率波数谱；

x_δ表示第一方向上第δ个成像点的坐标值；

y_λ表示第二方向上第λ个成像点的坐标值；

表示第一方向上第β个地震波；

表示第二方向上第γ个地震波；

δ表示第一方向上成像点的编号，取值范围为-N_x,-N_x+1,……N_x；

λ表示第二方向上成像点的编号，取值范围为-N_y,-N_y+1,……N_y。

S130：获取第二品质因子和第二比例系数，基于所述第二品质因子、第二比例系数、震源波的震幅和震源波的相位，计算地震观测系统线性干扰波偏移成像。

一般地，从激发点出发的震源波除了转换为向下传播的地震波外，还可以转化为在近地表传播的线性干扰波，如面波、折射波等。所述第二比例系数K^N一般为震源波能量转化为线性干扰波能量的比例系数。所述第二品质因子Q^N一般为线性干扰波衰减的品质因子。

线性干扰波的数量可以有多个，每个线性干扰波以不同的速度传播。将线性干扰波的数量记为M。那么，可以计算从激发点s传播到接收点g的第sg道的线性干扰波

式(9)中，

m表示线性干扰波的编号，取值范围为1,2,……M；

K^N表示第二比例系数；

Q^N表示第二品质因子；

表示第sg道的第m个线性干扰波从激发点s传播到接收点g的时间。

式(10)中，

表示激发点与接收点之间的距离；

表示第m个线性干扰波的传播速度。

根据偏移成像加权因子l_sg,I和偏移成像校正时间Δt_sg,I，以及第sg道的线性干扰波可以计算地震观测系统的线性干扰波偏移成像

式(11)中，

表示地震观测系统线性干扰波偏移成像。

S140：基于线性干扰波偏移成像，计算地震观测系统线性干扰波偏移成像的频率波数谱。

步骤S140中，

式(12)中，

表示地震观测系统线性干扰波偏移成像的频率波数谱；

S150：基于地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱，计算地震观测系统频率域信噪比谱、第一方向波数域信噪比谱和第二方向波数域信噪比谱。

具体地，地震观测系统频率域信噪比谱R_F(f_α,h)可以通过如下的公式计算。

式(13)中，

β表示第一方向上地震波的编号，取值范围为-M_x,-M_x+1,……M_x；

γ表示第二方向上地震波的编号，取值范围为-M_y,-M_y+1,……M_y。

地震观测系统第一方向波数域信噪比谱可以通过如下的公式计算。

式(14)中，

f_α表示地震波的频率编号，取值范围为f_D,f_D+1,……,f_U。

地震观测系统第二方向波数域信噪比谱可以通过如下的公式计算。

式(15)中，

f_α表示地震波的频率，取值范围为f_D,f_D+1,……,f_U。

S160：基于频率域信噪比谱、第一方向波数域信噪比谱和第二方向波数域信噪比谱分别计算地震观测系统的频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽。

一般地，地质勘探任务对于信噪比都是有一定要求的。在实际的勘探过程中，将地质勘探任务要求的信噪比记为预设信噪比η。那么，在步骤S160中，地震观测系统频率域有效带宽B_F可以通过如下的公式计算。

式(16)中，

表示R_F(f_α,h)关于f_α的反函数。

地震观测系统第一方向波数域有效带宽B_X可以通过如下的公式计算。

式(17)中，

表示关于的反函数。

地震观测系统第二方向波数域有效带宽B_Y可以通过如下的公式计算。

式(18)中，

表示关于的反函数。

S170：基于频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价所述地震观测系统。

具体地，可以获取地震观测系统的覆盖密度。然后从频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽中选取数值最大的有效带宽。最后根据所述覆盖密度和数值最大的有效带宽评价该地震观测系统。从而为勘探任务中地震观测系统设计方案的选取提供依据。其中，所述地震观测系统的覆盖密度一般指单位面积内炮检对的数量。一般地，地震观测系统的最大有效带宽越大，同时覆盖密度越小，那么该地震观测系统的分辨率越高。

例如，若有Z种地震观测系统。每个地震观测系统的覆盖密度可以为C(p)，频率域有效带宽可以记为B_F(p)，第一方向波数域有效带宽可以记为B_X(p)，第二方向波数域有效带宽可以记为B_Y(p)。其中，p＝1,2,……Z。那么，可以根据式(19)从该Z种地震观测系统中选取有效带宽最大的观测系统。

式(19)中，

表示B_F(p)关于p的反函数；

表示B_X(p)关于p的反函数；

表示B_Y(p)关于p的反函数；

表示频率域有效带宽最大的观测系统；

表示第一方向波数域有效带宽最大的观测系统；

表示第二方向波数域有效带宽最大的观测系统。

基于式(19)的计算结果，可以根据式(20)获取有效带宽最大并且覆盖密度最小的观测系统。

式(20)中，

C^-1(p)表示C(p)关于p的反函数；

D^maxBminC表示有效带宽最大并且覆盖密度最小的观测系统。

本申请实施例的地震观测系统评价方法，将地质勘探任务简化为点绕射模型。通过点绕射的积分法偏移，计算给定震源波下地震观测系统的地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱。然后通过所述地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱，计算地震观测系统频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽。最后基于所述频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价地震观测系统。与现有技术相比，本申请实施例的地震观测系统评价方法考虑了近地表线性噪声对地震采集分辨率的影响，避免了以往分辨率分析只考虑信号而不考虑噪声的局限性。通过有效带宽来评价地震观测系统的地震成像分辨率，使设计人员在地震采集实施前就对地震观测系统的成像分辨率有了定量了解。

下面介绍本申请地震观测系统评价方法的一个具体应用。针对某一地质勘探任务，设计了3种地震观测系统。具体如表1所示。

表1

设定震源波的频率下限f_U为1Hz，频率的上限f_D为90Hz，频率的增量为1Hz。那么，震源波的频率f_α的取值范围为f_α＝1,2,……,90Hz。震源子波转化为向下传播信号的系数K^S为0.05％，转化为线性噪声能量的比例系数K^N为95％。

地质模型按照该区地下地质结构和地质任务简化为点绕射模型。绕射点p的深度取目的层的深度3000米，具体的空间坐标为

地震波传播经过地下地层衰减的品质因子Q^S为80。地震波的传播速度v^S为2800米/秒。

线性干扰波有三组。第一组线性干扰波的速度范围为300m/s到600m/s，间隔是50m/s。即第一组线性干扰波的为300,350,……,600。第二组线性干扰波的速度范围为900m/s到1200m/s，间隔是100m/s。即第二组线性干扰波的为900,1000,……,1200。第三组线性干扰波的速度范围为1500m/s到2500m/s，间隔是200m/s。即第三组线性干扰波的为1500,1700,……,2500。近地表地层的吸收衰减品质因子Q^N为80。

第一方向上成像点的数量2N_x+1为33，成像点的坐标值x_δ的取值范围为-200m到200m，间隔为12.5m。即x_δ＝x_-Nx,x_-Nx+1,……,x_Nx可以表示为x_δ＝-200,-187.5,……,200。第二方向上成像点的数量为2N_y+1为1，成像点的坐标值y_λ为0。成像点的深度h为3000m。

图2a-图2i是3种地震观测系统在不同偏移孔径时的频率域信噪比谱。其中，图2a、图2d和图2g分别为观测系统1、观测系统2和观测系统3在偏移孔径为500m时的频率域信噪比谱。图2b、图2e和图2h分别为观测系统1、观测系统2和观测系统3在偏移孔径为3500m时的频率域信噪比谱。图2c、图2f和图2i分别为观测系统1、观测系统2和观测系统3在偏移孔径为6000m时的频率域信噪比谱。图2a-图2i中，带“*”的曲线代表最低信噪比谱，是用各频率信号的振幅除以最强的噪声振幅得到的结果。带“■”的曲线代表各频率的信噪比，是用各频率信号的振幅除以各频率的噪声振幅得到的结果。

为了保证分析结论的充分性，下面只分析最低信噪比谱。从偏移孔径的变化来看，无论哪一种观测系统，随着偏移孔径的增加，信噪比谱变宽，从分辨率角度来说相当于提高了纵向分辨率。对于同一个偏移孔径，不同地震观测系统的信噪比谱宽度是有差别的。以偏移孔径6000m、信噪比大于10dB(信噪比大于3，以满足岩性勘探的信噪比要求)的有效带宽为例，观测系统3的有效带宽最宽，达到42Hz，观测系统2的有效带宽最窄，只有32Hz，观测系统1介于二者之间是37Hz。三种观测系统的频率域的有效带宽表明了它们在提高纵向分辨率能力上的差别。观测系统3是小面元高覆盖的观测系统，是3种观测系统中覆盖密度最高的观测系统。它的有效带宽最宽，说明增加空间采样密度和提高覆盖次数(提高覆盖密度)对提高纵向分辨率具有重要的作用。观测系统1和观测系统2的覆盖密度相同，但均比观测系统3低4倍。其中，观测系统1为小面元低覆盖，观测系统2是大面元高覆盖。因此观测系统1和观测系统2的有效带宽比观测系统3窄。但是观测系统1的有效带宽比观测系统2要高5Hz。综上所述，频率域的有效带宽表明，三种观测系统的分辨率由高到低分别是观测系统3、观测系统1和观测系统2。

图3a-图3i是3种地震观测系统在不同偏移孔径时的波数域信噪比谱。其中，图3a、图3d和图3g分别为观测系统1、观测系统2和观测系统3在偏移孔径为500m时的波数域信噪比谱。图3b、图3e和图3h分别为观测系统1、观测系统2和观测系统3在偏移孔径为3500m时的波数域信噪比谱。图3c、图3f和图3i分别为观测系统1、观测系统2和观测系统3在偏移孔径为6000m时的波数域信噪比谱。图3a-图3i中，带“*”的曲线代表最低信噪比谱，是用各波数信号的振幅除以最强的噪声振幅得到的结果。带“■”的曲线代表各波数的信噪比，是用各波数信号的振幅除以各波数的噪声振幅得到的结果。

为了保证分析结论的充分性，下面只分析最低信噪比谱。从偏移孔径的变化来看，无论哪一种观测系统，随着偏移孔径的增加，信噪比谱明显变宽，从分辨率角度来说相当于提高了横向分辨率。对于同一个偏移孔径，不同地震观测系统的波数域信噪比谱宽度是有差别的。以偏移孔径6000m、信噪比大于10dB(信噪比大于3)的有效带宽为例，观测系统3的有效带宽达到0.013m^-1，表明能够分辨大于77m的地质体。观测系统1的有效带宽是0.011m^-1，表明能够分辨大于91m的地质体，观测系统2的有效带宽是0.0095m^-1，表明能够分辨大于105m的地质体。三种观测系统的波数域的有效带宽表明了它们在提高横向分辨率能力上的差别。观测系统3的有效带宽最宽，分辨地质体的大小最小。观测系统1比观测系统2的有效带宽略高，分辨的地质体比观测系统3大14m，但比观测系统2小14m，从而说明了提高覆盖密度对提高横向分辨率具有一定的作用。综上所述，波数域的有效带宽表明，三种观测系统的分辨率由高到低分别是观测系统3、观测系统1和观测系统2。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种地震观测系统评价方法，其特征在于，包括：

1)获取震源波的频率上限和频率下限，根据所述频率上限和频率下限计算震源波的震幅和相位；

2)获取第一品质因子和第一比例系数，基于所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的相位，计算地震观测系统的地震波场偏移成像其中，

sg表示地震道编号，T_r1,……T_rM表示地震观测系统在成像点I处位于预设偏移孔径R内的地震道，f_α表示震源波的频率，表示成像点I的空间位置，表示地震观测系统的第sg道地震波，所述第sg道地震波基于所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的相位计算得到，l_sg,I表示偏移成像加权因子，Δt_sg,I表示偏移成像校正时间；所述第一比例系数为震源波能量转化为地震波能量的比例系数；

3)基于地震波场偏移成像，计算地震观测系统地震波场偏移成像的频率波数谱其中，

2N_x+1表示第一方向上成像点的数量，x_δ表示第一方向上第δ个成像点的坐标值，δ表示第一方向上成像点的编号，2N_y+1表示第二方向上成像点的数量，y_λ表示第二方向上第λ个成像点的坐标值，λ表示第二方向上成像点的编号，h表示成像点的深度，表示第一方向上第β个地震波，表示第二方向上第γ个地震波，所述第一方向为平行于地震观测系统接收线的方向，所述第二方向为垂直于地震观测系统接收线的方向；

4)获取第二品质因子和第二比例系数，基于所述第二品质因子、第二比例系数、震源波的震幅和震源波的相位，计算地震观测系统线性干扰波偏移成像其中，

表示地震观测系统的第sg道线性干扰波，所述第sg道线性干扰波基于所述第二品质因子、第二比例系数、震源波的震幅和震源波的相位计算得到；所述第二比例系数为震源波能量转化为线性干扰波能量的比例系数；

5)基于线性干扰波偏移成像，计算地震观测系统线性干扰波偏移成像的频率波数谱其中，

6)基于地震波场偏移成像的频率波数谱和线性干扰波偏移成像的频率波数谱，计算地震观测系统的频率域信噪比谱R_F(f_α,h)、第一方向波数域信噪比谱和第二方向波数域信噪比谱其中，

β表示第一方向上地震波的编号，γ表示第二方向上地震波的编号，f_D表示震源波的频率下限，f_U表示震源波的频率上限，2M_x+1表示第一方向上地震波的数量，2M_y+1表示第二方向上地震波的数量；

7)基于频率域信噪比谱、第一方向波数域信噪比谱和第二方向波数域信噪比谱分别计算地震观测系统的频率域有效带宽B_F、第一方向波数域有效带宽B_X和第二方向波数域有效带宽B_Y，其中，

η表示预设信噪比，表示R_F(f_α,h)关于f_α的反函数，表示关于的反函数，表示关于的反函数；

8)基于频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价所述地震观测系统。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述根据所述频率上限和频率下限计算震源波的震幅和相位，具体包括：

根据所述频率上限和频率下限，通过公式计算震源波的震幅，通过公式计算震源波的相位，其中，

W(f_α)表示震源波频率为f_α时的振幅，表示震源波频率为f_α时的相位，f_D表示震源波的频率下限，f_U表示震源波的频率上限。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述地震观测系统的第sg道地震波为地震观测系统从激发点s传播到绕射点p后再传播到接收点g的地震波；

所述第sg道地震波基于所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的相位计算得到，具体包括：

基于所述第一品质因子、第一比例系数、震源波的震幅和震源波的相位，通过公式计算第sg道地震波，其中，

K^S表示第一比例系数，Q^S表示第一品质因子，W(f_α)表示震源波频率为f_α时的振幅，表示震源波频率为f_α时的相位，表示第sg道地震波从激发点s传播到绕射点p后再传播到接收点g的时间。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过公式计算第sg道地震波从激发点s传播到绕射点p后再传播到接收点g的时间，其中，

表示地震观测系统第sg道的激发点s的空间坐标，表示地震观测系统第sg道的接收点g的空间坐标，表示绕射点p的空间坐标，表示激发点与绕射点之间的距离，表示绕射点与接收点之间的距离，v^S表示地震波在地层中的传播速度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，通过公式计算偏移成像加权因子，其中，

表示地震观测系统第sg道的激发点s的空间坐标，表示地震观测系统第sg道的接收点g的空间坐标，表示激发点与成像点之间的距离，表示成像点与接收点之间的距离。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，通过公式计算偏移成像校正时间，其中，v^S表示地震波在地层中的传播速度。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤4)中，所述地震观测系统的第sg道线性干扰波为地震观测系统从激发点s传播到接收点g的线性干扰波；

所述第sg道线性干扰波基于所述第二品质因子、第二比例系数、震源波的震幅和震源波的相位计算得到，具体包括：

基于所述第二品质因子、第二比例系数、震源波的震幅和震源波的相位，通过公式计算第sg道线性干扰波，其中，

K^N表示第二比例系数，Q^N表示第二品质因子，W(f_α)表示震源波频率为f_α时的振幅，表示震源波频率为f_α时的相位，表示第sg道的第m个线性干扰波从激发点s传播到接收点g的时间，M表示线性干扰波的数量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过公式计算第sg道的第m个线性干扰波从激发点s传播到接收点g的时间，其中，

表示地震观测系统第sg道的激发点s的空间坐标，表示地震观测系统第sg道的接收点g的空间坐标，表示激发点与接收点之间的距离，表示第m个线性干扰波的传播速度。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤8)中，所述基于频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽评价所述地震观测系统，具体包括：

获取地震观测系统的覆盖密度；

从频率域有效带宽、第一方向波数域有效带宽和第二方向波数域有效带宽中选取数值最大的有效带宽；

根据所述覆盖密度和所述数值最大的有效带宽评价该地震观测系统。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一品质因子为地震波衰减的品质因子，所述第一比例系数为震源波能量转化为地震波能量的比例系数，所述第二品质因子为线性干扰波衰减的品质因子，所述第二比例系数为震源波能量转化为线性干扰波能量的比例系数。