CN106707342B - 共炮点道集多级面波压制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种共炮点道集多级面波压制方法和装置，其中，该方法包括：在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；确定面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；在面波的起始频率至截至频率范围内对面波区域的数据，以多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；根据线性相移算子对初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。本发明解决了面波压制方法中所存在的处理精度低、计算效率不高以及面波假频难以消除的技术问题，达到了方便有效地实现共炮点道集多级面波压制的目的。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种共炮点道集多级面波压制方法和装置。
背景技术
面波是陆上勘探中常见的干扰波，主要分布在近炮检距，呈“扫帚状”，具有低频、低速、强振幅和频散等特点。地震记录中面波与反射波的同相轴交织在一起，严重影响着地震记录的信噪比，给叠前振幅信息的有效利用带来极大的干扰，从而影响了地震资料处理的质量。合理地压制面波，有利于改善地震资料的品质，提高地震数据的信噪比，对于后续的叠前属性分析、波形反演以及改善深部地质目标的成像质量都是至关重要的。目前，主要有以下几种面波压制方法：
1)基于传统滤波的面波压制方法
在数据采集阶段可以通过检波器的组合来压制面波，但这种方法使得反射波的接收频带变窄，而且不能对已经接收到的数据进行处理，缺乏灵活性。随着地震数据处理技术的发展，出现了多种滤波方法来衰减面波干扰，主要包括基于频域滤波类的高通滤波、带通滤波以及基于视速度特征差异的FK滤波等。在频域中反射波与面波的频谱不是完全分开的，部分区域存在重叠。因而这些方法都存在缺陷，例如，高通滤波在去除低频面波时也压制了反射波的低频成分，而且截频滤波会引起波形的失真，造成视觉上的假象。为了克服这些缺点，许多滤波方法利用反射波与面波在几何特性上的差异进行面波压制。例如：Randon变换将时空域的数据变换到τ-p域中，以直线形式分布的面波在τ-p域中是以一系列能量点的形式存在，切除这些能量点，反变换到时空域就能够达到压制面波的目的。但由于“端点效应”的影响，使得面波在τ-p域中不能完全集中，从而导致面波压制不彻底。
2)基于多尺度分析的面波压制方法
地震信号是非平稳信号，各种多尺度分析工具(例如：S变换，Wavelet、Ridgelet、Curvelet变换等)也广泛应用于地震数据的面波衰减中。这类方法基本上都能取得一定的处理效果，但又存在各自的不足。例如：在曲波域中可以综合利用面波与反射波在空间、尺度、方向上的差异来压制面波，但随着尺度的降低，波原子的局域性和方向性都降低，对于面波中低频低波数成分，曲波低尺度波原子难以提供信噪分离所需的精度，给曲波系数的处理带来困难；Askari等基于S变换对FK滤波法进行扩展，通过设计随时间或炮检距变化的视速度滤波器来压制面波，对于面波受到地表非均质体散射或者频散严重的地震记录，能够取得有效的滤波效果，但该方法运算量较大，非常耗时。
3)基于稀疏表征策略的面波压制方法
随着稀疏表征技术的发展出现了多种地震信号建模的策略，Karsli等利用线性或非线性的扫频信号对面波进行参数化建模，通过反褶积的思路来预测并消除面波干扰。Trad等将单炮记录描述为具有线性同相轴的面波和具有双曲同向轴的反射波的叠加，利用线性Radon变换和双曲Radon变换，结合稀疏约束可以实现面波与反射波波场的分离。此外，利用地震记录中面波与体波信号波形结构的差异性，利用平稳小波变换和局部离散余弦变换作稀疏表示字典，将面波与体波分离问题转化为稀疏优化问题来求解。由于近地表结构变化多样，该类方法的处理精度依赖于所建模型特征是否与实际情况相匹配。
由上述描述可知，现有的面波压制方法主要存在以下问题：
1)由于近地表特征复杂，依据视速度、频率、线性特征等难以完全地区分面波和反射波；
2)多尺度几何分析工具具有局域性表征能力，但随着频率的降低，局域性越来越差，难以精细地刻画低频面波与反射波的特征，给变换系数的处理带来困难，导致处理精度不高，并且计算效率低。
3)在现有三维地震勘探观测系统采样间隔条件下，当面波视速度较低时，往往存在假频，现有方法不能有效的压制面波假频能量。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种共炮点道集多级面波压制方法，以解决现有的面波压制方法中所存在的处理精度低、计算效率不高以及面波假频难以消除的技术问题，该方法包括：
在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；
确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；
在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；
在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；
利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；
利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。
在一个实施方式中，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值，包括：
将所述反射波区域的数据变换至频率域，得到频率空间域的数据体；
在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差；
将所述几何平均值和所述标准差相加，得到面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上振幅的多道统计值。
在一个实施方式中，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值，包括：
对所述频率空间域数据体取自然对数；
在面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上，对取自然对数后的结果计算几何平均值；
对所述几何平均值取做e指数处理，得到在面波的起始频率至截至频率范围内的所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值。
在一个实施方式中，利用面波的截至频率、最小视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子，包括：
利用面波的截至频率和空间采样间隔计算满足无面波假频的最小视速度；
确定所述满足无面波假频的最小视速度与面波的最小视速度之间的大小关系；
如果所述满足无面波假频的最小视速度小于面波的最小视速度，则确定线性相移系数为零；
如果所述满足无面波假频的最小视速度大于面波的最小视速度，则将所述满足无面波假频的最小视速度的倒数与面波最小视速度的倒数之间的差值作为线性相移系数；
将所述线性相移系数、频率和炮检距三者相乘得到线性相移算子。
在一个实施方式中，利用所述线性相移算子将所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果，包括：
计算所述初步压制面波结果的相位谱；
对所述初步压制面波结果的相位谱加上所述线性相移算子得到线性相移后的相位谱；
对所述线性相移后的相位谱，取e的复指数运算得到包含相位信息的信号；
对所述包含相位信息的信号进行FKK域的滤波处理，消除相位信息中的面波信息，并做去e的复指数处理，得到相位滤波后的相位谱；
对所述相位滤波后的相位谱减去线性相移因子，得到反线性相移后的相位谱；
对所述反线性相移后的相位谱与所述初步压制面波后的振幅谱结合反变换到时间域得到压制面波的结果。
在一个实施方式中，将所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果之后，所述方法还包括：
确定得到的所述压制面波后的结果中面波是否被完全压制；
如果没有，则重复执行以下操作，直至面波被完全压制：将所述压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到再次面波压制的结果。
本发明实施例提供了一种共炮点道集多级面波压制装置，以解决现有的面波压制方法中所存在的处理精度低、计算效率不高以及面波假频难以消除的技术问题，该装置包括：
第一确定模块，用于在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；
第二确定模块，用于确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；
第一计算模块，用于在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；
滤波模块，用于在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；
第二计算模块，用于利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；
相移滤波模块，用于利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。
在一个实施方式中，所述第一计算模块包括：
变换单元，用于将所述反射波区域的数据变换至频率域，得到频率空间域的数据体；
第一计算单元，用于在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差；
相加单元，用于将所述几何平均值和所述标准差相加，得到面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上振幅的多道统计值。
在一个实施方式中，所述计算单元包括：
提取子单元，用于对所述频率空间域数据体取自然对数；
计算子单元，用于在面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上，对取自然对数后的结果计算几何平均值；
指出处理子单元，用于对所述几何平均值取做e指数处理，得到在面波的起始频率至截至频率范围内的所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值。
在一个实施方式中，所述第二计算模块包括：
第二计算单元，用于利用面波的截至频率和空间采样间隔计算满足无面波假频的最小视速度；
确定单元，用于确定所述满足无面波假频的最小视速度与面波的最小视速度之间的大小关系；如果所述满足无面波假频的最小视速度小于面波的最小视速度，则确定线性相移系数为零；如果所述满足无面波假频的最小视速度大于面波的最小视速度，则将所述满足无面波假频的最小视速度的倒数与面波最小视速度的倒数之间的差值作为线性相移系数；
相乘单元，用于将所述线性相移系数、频率和炮检距三者相乘得到线性相移算子。
在本发明实施例中，先在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域，并确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；然后，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；最后，利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。在上例中，通过基于振幅统计和相移滤波进行有效信号与面波的分离，从而解决了现有的面波压制方法中所存在的处理精度低、计算效率不高以及面波假频难以消除的技术问题，达到了方便有效地实现共炮点道集多级面波压制的目的，且实现了假频面波的压制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的共炮点道集多级面波压制方法的方法流程图；
图2是根据本发明实施例的地震数据开时窗示意图；
图3是根据本发明实施例的地震数据FK谱分析图；
图4是根据本发明实施例的振幅统计滤波压制面波后的剖面示意图；
图5是根据本发明实施例的振幅统计滤波压制面波后的FK谱；
图6是根据本发明实施例的相位信息的FK谱示意图；
图7是根据本发明实施例的相位信息相移后的结果示意图；
图8是根据本发明实施例的面波压制后的剖面示意图；
图9是根据本发明实施例的面波压制后的FK谱示意图；
图10是根据本发明实施例的共炮点道集多级面波压制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
针对现有的面波压制方法中所存在的问题，以减少有效信号损失，获取有益于波形反演等所需的有效低频信息。在本发明实施例中，综合利用统计振幅滤波、相移滤波方法进行有效信号与面波的分离研究。主要可以包括：共炮点道集反射波振幅谱统计、零相位滤波、线性相移算子计算以及相移滤波等。通过上述方式实现方便有效的共炮点道集多级面波压制方法，并实现假频面波的压制。
如图1所示，本例所提供的共炮点道集多级面波压制方法可以包括以下步骤：
步骤101：在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；
即，可以确定共炮点道集上的两个时窗，一个是面波所在区域窗，一个是不含面波的反射波区域窗。这主要是考虑到面波区域内也存在反射波，但该区域的反射波被面波污染了，因此需要确定“不含面波的”反射波区域。
具体地，可以在共炮点道集上对面波进行视速度分析，依据面波视速度范围开时窗选取存在面波的区域，然后，开时窗选取面波干扰区外的反射波区域，并计算共炮点道集的FK谱，观测面波所在的频带范围。
步骤102：确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；
其中，面波的“起始频率”和“截至频率”用于进行初步压制面波的滤波处理，面波的“最低视速度”和“截至频率”用于计算线性相移算子。
步骤103：在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；
即。对反射波窗内的地震记录，统计频域下每个频率上的振幅谱值。
具体地，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值，可以包括以下步骤：
S1：将所述反射波区域的数据变换至频率域，得到频率空间域的数据体；
S2：在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差；
其中，该多道统计几何平均值可以按照以下方式确定，包括以下步骤：
S2-1：对所述频率空间域数据体取自然对数；
S2-2：在面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上，对取自然对数后的结果计算几何平均值；
S2-3：对所述几何平均值取做e指数处理，得到在面波的起始频率至截至频率范围内的所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值。
S3：将所述几何平均值和所述标准差相加，得到面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上振幅的多道统计值。
步骤104：在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；
即，在对所述的面波窗内的数据在面波所在频带的范围上，利用统计值进行滤波处理。
步骤105：利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；
在一个实施方式中，可以按照以下方式计算线性相移算子，包括以下步骤：
S1：利用面波的截至频率和空间采样间隔计算满足无面波假频的最小视速度；
S2：确定所述满足无面波假频的最小视速度与面波的最小视速度之间的大小关系；
S3：如果所述满足无面波假频的最小视速度小于面波的最小视速度，则确定线性相移系数为零；
S4：如果所述满足无面波假频的最小视速度大于面波的最小视速度，则将所述满足无面波假频的最小视速度的倒数与面波最小视速度的倒数之间的差值作为线性相移系数；
S5：将所述线性相移系数、频率和炮检距三者相乘得到线性相移算子。
步骤106：根据所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。
具体地，可以计算所述初步压制面波结果的相位谱；对所述初步压制面波结果的相位谱加上所述线性相移算子得到线性相移后的相位谱；对所述线性相移后的相位谱，取e的复指数运算得到包含相位信息的信号；对所述包含相位信息的信号进行FKK域的滤波处理，消除相位信息中的面波信息，并做去e的复指数处理，得到相位滤波后的相位谱；对所述相位滤波后的相位谱减去线性相移因子，得到反线性相移后的相位谱；对所述反线性相移后的相位谱与所述初步压制面波后的振幅谱结合反变换到时间域得到压制面波的结果。
在步骤S106之后，还可以确定得到的所述压制面波后的结果中面波是否被完全压制；如果没有，则重复执行以下操作，直至面波被完全压制：将所述压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到再次面波压制的结果。
在上例中，综合利用统计振幅约束和相移滤波技术，可以获得比传统面波压制方法更有效的结果，为后续的叠前属性分析、波形反演、深层目标成像以及宽频解释等提供可靠的数据基础，从而为后续振幅信息的有效利用提供了一种更为精确的面波压制手段。
在上述的计算过程中，利用反射波振幅的统计特性压制面波振幅以及采用相移滤波来进一步衰减面波及其假频的能量。同常规地震数据面波压制方法相比，基于振幅统计和相移滤波的方法能够更好地利用数据本身的信息来抑制噪声，并对面波假频具有很好的压制效果，因此选择利用反射波的振幅谱统计和相位谱相移滤波来综合衰减面波及其假频能量。利用该方法可以有效压制面波能量，并保持反射信号的低频有效信息，同时能够自适应三维探区的激发能量的空间变化，具有较高信噪分离的精度，对面波假频能量也具有较好的压制能力。
下面结合一具体实施例对共炮点道集多级面波压制方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在本发明实施例中提供了一种基于共炮点道集振幅统计和相移滤波的面波压制方法，可以包以下步骤：
S1：在共炮点道集上对面波进行视速度分析，依据面波视速度范围开时窗选取存在面波的区域，然后，开时窗选取面波干扰区外的反射波区域，并计算共炮点道集的FK谱，观测面波所在的频带范围。
如图2所示是共炮点道集，图2中白色虚线与底线围成的区域是依据面波视速度范围选出的面波干扰区，其中，白色实线、白色虚线与底线围成的区域是选出的面波干扰区域外的反射波区域；对该共炮点道集变换到频率波数域，得到FK谱，其结果可以如图3所示，从FK谱分析的结果中可以得到存在面波干扰的频带为5-15Hz。
S2：将面波区域外的反射波数据变换到频率域，得到频率空间域的数据体，计算频率空间域数据体的面波所在频带范围内的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差，将统计几何平均值和标准差相加得到面波所在频带范围内的每个频率上的反射波振幅谱的统计值。
将图2中白色实线、白色虚线与底线围成的反射波区域中的数据变换到频率域，得到频率空间域的数据体，该数据体上5-15Hz范围内的每一个频率片都对应着一组随空间位置变化的振幅值，计算这组数据取自然对数后的几何平均值，然后取e指数处理得到统计几何平均值，由该平均值计算数组的标准差，将几何平均值和标准差相加，便得到了该频率下反射波振幅谱的统计值，同理可以计算出其他频率下的反射波振幅谱的统计值。
S3：对面波区域的数据进行傅立叶变换，并对变换后得到的每一道数据记录振幅谱，在S1确定的面波频带范围内，以S2中的反射波振幅谱统计值作为期望，设计零相位滤波算子进行滤波处理，并反变换到时间域以得到振幅谱上压制面波的结果。
将图2中白色虚线与底线围成的面波区域中的数据进行傅立叶变换，并对每一道数据记录振幅谱，在5-15Hz的频带范围内，以S2中反射波振幅谱的统计值作为期望，设计零相位滤波算子进行滤波处理，得到振幅谱上压制面波的结果，结果如图4所示。从振幅谱上压制面波的结果上可以看出经过振幅谱上压制面波处理后，压制掉了大部分的面波能量。计算振幅谱上压制面波结果的FK谱可以如图5所示。图3和图5的对比，表明振幅统计滤波处理对面波及其假频能量都起到了有效的压制作用。
S4：对S3的输出数据进行相位特征的FK谱分析，依据面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子θm(f,x)，对S3的输出数据进行相移处理，计算相移后的相位特征的FK谱，依据面波特征，设计滤波算子在FK谱上消除相位信息中的面波。
如图6所示对S3的输出数据进行相位特征的FK谱分析。对于面波而言，由于空间采样不足，图中FK谱上面波存在假频，假频能量与有效信号能量重叠在一起。依据面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子θm(f,x)，对S3的输出数据的相位信息进行相移，相移后的相位特征的FK谱可以如图7所示。图中结果表明相移后的相位信息的假频特征消失，这有利于面波的压制。设计滤波算子在FK谱上消除相位信息中的面波特征，得到了压制面波后的相位信息结果。
S5：对步骤S4中消除面波特征后的相位信息利用三角函数进行-θm(f,x)相移，并计算S3的输出结果的振幅谱，将计算得到的振幅谱与相移后的相位谱反变换到时间域，得到如图8所示的压制面波的结果输出。
S6：针对不同假频特征情况，考察S5输出的面波压制结果及其FK谱中面波特征是否被完全消除，如果仍有面波残留，则重复进行S4和S5，直至获得满意的输出结果为止。
对比图2和图8可以发现面波及其假频能量被极大地压制，反射信号的连续性明显增强，提高了信噪比，并对图8的数据变换到频率波数域，得到如图9所示的FK谱。对比图3和图9可以发现频谱上的面波及其假频的强能量基本上完全衰减掉，有效信号的低频能量并没有明显损失。
在本例中，利用反射波振幅的统计特性压制面波振幅以及采用相移滤波来进一步衰减面波及其假频的能量。同常规地震数据面波压制方法相比，基于振幅统计和相移滤波的方法能够更好地利用数据本身的信息来抑制噪声，并对面波假频具有很好的压制效果，该方法具有较高的处理精度和较广的应用范围。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种共炮点道集多级面波压制装置，如下面的实施例所述。由于共炮点道集多级面波压制装置解决问题的原理与共炮点道集多级面波压制方法相似，因此共炮点道集多级面波压制装置的实施可以参见共炮点道集多级面波压制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图10是本发明实施例的共炮点道集多级面波压制装置的一种结构框图，如图10所示，可以包括：第一确定模块1001、第二确定模块1002、第一计算模块1003、滤波模块1004、第二计算模块1005和相移滤波模块1006，下面对该结构进行说明。
第一确定模块1001，用于在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；
第二确定模块1002，用于确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；
第一计算模块1003，用于在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；
滤波模块1004，用于在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；
第二计算模块1005，用于利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；
相移滤波模块1006，用于利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。
在一个实施方式中，第一计算模块1003可以包括：变换单元，用于将所述反射波区域的数据变换至频率域，得到频率空间域的数据体；第一计算单元，用于在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差；相加单元，用于将所述几何平均值和所述标准差相加，得到面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上振幅的多道统计值。
在一个实施方式中，上述计算单元可以包括：提取子单元，用于对所述频率空间域数据体取自然对数；计算子单元，用于在面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上，对取自然对数后的结果计算几何平均值；指出处理子单元，用于对所述几何平均值取做e指数处理，得到在面波的起始频率至截至频率范围内的所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值。
在一个实施方式中，上述第二计算模块可以包括：第二计算单元，用于利用面波的截至频率和空间采样间隔计算满足无面波假频的最小视速度；确定单元，用于确定所述满足无面波假频的最小视速度与面波的最小视速度之间的大小关系；如果所述满足无面波假频的最小视速度小于面波的最小视速度，则确定线性相移系数为零；如果所述满足无面波假频的最小视速度大于面波的最小视速度，则将所述满足无面波假频的最小视速度的倒数与面波最小视速度的倒数之间的差值作为线性相移系数；相乘单元，用于将所述线性相移系数、频率和炮检距三者相乘得到线性相移算子。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：先在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域，并确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；然后，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；最后，利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。在上例中，通过基于振幅统计和相移滤波进行有效信号与面波的分离，从而解决了现有的面波压制方法中所存在的处理精度低、计算效率不高以及面波假频难以消除的技术问题，达到了方便有效地实现共炮点道集多级面波压制的目的，且实现了假频面波的压制。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种共炮点道集多级面波压制方法，其特征在于，包括：
在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；
确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；
在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；
在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；
利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；
利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果；
其中，利用面波的截至频率、最小视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子，包括：
利用面波的截至频率和空间采样间隔计算满足无面波假频的最小视速度；
确定所述满足无面波假频的最小视速度与面波的最小视速度之间的大小关系；
如果所述满足无面波假频的最小视速度小于面波的最小视速度，则确定线性相移系数为零；
如果所述满足无面波假频的最小视速度大于面波的最小视速度，则将所述满足无面波假频的最小视速度的倒数与面波最小视速度的倒数之间的差值作为线性相移系数；
将所述线性相移系数、频率和炮检距三者相乘得到线性相移算子。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值，包括：
将所述反射波区域的数据变换至频率域，得到频率空间域的数据体；
在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差；
将所述几何平均值和所述标准差相加，得到面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上振幅的多道统计值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值，包括：
对所述频率空间域数据体取自然对数；
在面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上，对取自然对数后的结果计算几何平均值；
对所述几何平均值取做e指数处理，得到在面波的起始频率至截至频率范围内的所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述线性相移算子将所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果，包括：
计算所述初步压制面波结果的相位谱；
对所述初步压制面波结果的相位谱加上所述线性相移算子得到线性相移后的相位谱；
对所述线性相移后的相位谱，取e的复指数运算得到包含相位信息的信号；
对所述包含相位信息的信号进行FKK域的滤波处理，消除相位信息中的面波信息，并做去e的复指数处理，得到相位滤波后的相位谱；
对所述相位滤波后的相位谱减去线性相移因子，得到反线性相移后的相位谱；
对所述反线性相移后的相位谱与所述初步压制面波后的振幅谱结合反变换到时间域得到压制面波的结果。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果之后，所述方法还包括：
确定得到的所述压制面波后的结果中面波是否被完全压制；
如果没有，则重复执行以下操作，直至面波被完全压制：将所述压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到再次面波压制的结果。
6.一种共炮点道集多级面波压制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；
第二确定模块，用于确定所述面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；
第一计算模块，用于在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述反射波区域中的每个频率上振幅的多道统计值；
滤波模块，用于在面波的起始频率至截至频率范围内对所述面波区域的数据，以所述多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；
第二计算模块，用于利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；
相移滤波模块，用于利用所述线性相移算子对所述初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果；
其中，所述第二计算模块包括：
第二计算单元，用于利用面波的截至频率和空间采样间隔计算满足无面波假频的最小视速度；
确定单元，用于确定所述满足无面波假频的最小视速度与面波的最小视速度之间的大小关系；如果所述满足无面波假频的最小视速度小于面波的最小视速度，则确定线性相移系数为零；如果所述满足无面波假频的最小视速度大于面波的最小视速度，则将所述满足无面波假频的最小视速度的倒数与面波最小视速度的倒数之间的差值作为线性相移系数；
相乘单元，用于将所述线性相移系数、频率和炮检距三者相乘得到线性相移算子。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：
变换单元，用于将所述反射波区域的数据变换至频率域，得到频率空间域的数据体；
第一计算单元，用于在面波的起始频率至截至频率范围内计算所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值和标准差；
相加单元，用于将所述几何平均值和所述标准差相加，得到面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上振幅的多道统计值。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：
提取子单元，用于对所述频率空间域数据体取自然对数；
计算子单元，用于在面波的起始频率至截至频率范围内的每个频率上，对取自然对数后的结果计算几何平均值；
指出处理子单元，用于对所述几何平均值取做e指数处理，得到在面波的起始频率至截至频率范围内的所述频率空间域数据体的每个频率上振幅的多道统计几何平均值。
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