CN107807390A - 地震数据的处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地震数据的处理方法及系统。其中方法包括：获取原始单道地震数据；对原始单道地震数据分别进行傅里叶变换和希尔伯特变换，得到傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果；依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到该待处理频率对应的处理结果；根据分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。本发明可有效补偿因常规采集仪器的带宽原因造成的低频端缺失，使得地震资料的频带得到明显的均匀展宽，从而大幅提高了地震资料分辨率，并且避免了由于频带的拓展造成的波形畸变并且保持子波运动学特征不变。

Description

地震数据的处理方法及系统
技术领域
本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种地震数据的处理方法，还涉及一种地震数据的处理系统。
背景技术
油气勘探的目标已经从简单型转向复杂型，从构造油气藏转向隐蔽岩性油气藏。可以看出，地震数据处理技术越来越重要，其中，如何提高地震资料的分辨率是一项至关重要的环节。开展高分辨率地震资料采集的成本较高，而常规采集仪器的频带较窄，特别是5Hz以下的低频端严重缺失。现有的处理成果很难满足岩性油气藏勘探的需要，高分辨率处理技术迫在眉睫。
地震信号分辨率分为纵向分辨率和横向分辨率。一般我们通常所说的分辨率都是针对纵向分辨率而言的。影响分辨率的因素很多，主要有以下几个方面。(1)岩石吸收衰减作用对分辨率的影响。地震波在地下介质传播过程中，其振幅会出现一定的衰减，其衰减与传播距离、频率、Q值的倒数都是呈指数关系。(2)采样率对分辨率的影响。在资料处理中，地震记录是一系列的离散数据，时间采样率的大小直接决定了数据的最高频率。比如1ms采样时，最高频率可达500Hz，就目前所采集的资料来说，即使我们考虑仪器上的去假频滤波器，我们所使用的采样也刚能基本满足目前的分辨率要求。(3)子波频带宽度的影响。地震勘探的分辨率由地震子波的持续时间或脉冲宽度确定。给定一个脉冲的频带宽度，就有一个确定的最小脉冲宽度，即确定了一个潜在的最大分辨率。因此分辨率取决于子波的频带宽度，要提高分辨率，必须有效地展宽子波的有效频带，压缩子波，这也是高分辨率处理要解决的主要问题。(4)子波相位的影响。在振幅谱相同的情况下，零相位子波具有最好的分辨率，因为零相位子波小于其它子波的长度，边沿振幅值小，且反射时间出现在子波的峰值处。因此，理想的情况下最终的剖面上子波应为零相位，目前的技术还不能准确地知道子波的相位，无法提取准确的相位信息，而只能对子波进行统计估计，尽量向零相位靠近，以提高分辨率，目前绝大多数反褶积都是基于这一点。
公开发表的技术文档和参考文献表明，现有采用的主要高分辨率处理技术是各种改进的反褶积算法，如确定性子波反褶积方法、时变谱白化方法、特征值提高分辨率法、独立分量法(ICA)和盲反褶积等。比起常规反褶积，这些方法技术实现的分辨率会得到明显提高，但大多真假难辩。如何在不产生假同相轴的前提下，把分辨率提高到高于常规反褶积的程度，对地震资料处理和解释非常必要。此外，现有技术难以实现地震数据频带的高、低频端的均匀拓展，一味追求高频端的拓展，可能导致地震子波的波形畸变或旅行时即运动学特征发生改变，由此影响速度建模和成像精度。
发明内容
本发明的目的在于：在地震子波不发生波形畸变且不改变其运动学特征的前提下，实现地震数据频带的高频端和低频端均匀展宽，从而有效补偿由常规采集仪器带宽原因造成的数据低频端缺失，使得地震数据的分辨率得到明显提高，为后续地震数据反演及成像的处理和解释提供技术支撑。
为了实现上述目的，本发明提供提供了一种基于分频迭代的地震数据的处理方法及系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种地震数据的处理方法，其包括：
获取原始单道地震数据；
对所述原始单道地震数据分别进行傅里叶变换和希尔伯特变换，得到傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果；
依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据所述原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到所述待处理频率对应的处理结果；
根据所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。
优选的是，根据所述原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到所述待处理频率对应的处理结果，包括：
根据得到所述待处理频率f对应的处理结果Kr(t)；
其中，处理结果Kr(t)为构建的输出函数K(t)的实部，x(t)为所述原始单道地震数据，Xr(t)为所述傅里叶变换结果的实部，h(t)为所述希尔伯特变换结果。
优选的是，上述处理方法还包括：构建所述输出函数K(t)。
优选的是，构建所述输出函数K(t)，包括：
构建第一解析函数E(t)，并使所述第一解析函数E(t)满足：E(t)＝x(t)+jh(t)；
构建第二解析函数Y(t)，并使所述第二解析函数Y(t)满足：Y(t)＝Xr(t)+j2πft；
根据所述第二解析函数Y(t)构建第三解析函数Z(t)，并使所述第三解析函数Z(t)满足：
对所述第一解析函数E(t)和所述第三解析函数Z(t)进行乘积运算，得到所述输出函数K(t)，所述输出函数K(t)满足：
优选的是，根据所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果，包括：
对所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果进行求和运算，得到所述输出结果。
根据本发明的另一个方面，提供了一种地震数据的处理系统，其包括：
数据获取模块，设置为获取原始单道地震数据；
傅里叶变换模块，设置为对所述原始单道地震数据进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
希尔伯特变换模块，设置为对所述原始单道地震数据进行希尔伯特变换，得到希尔伯特变换结果；
处理结果确定模块，设置为依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据所述原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到所述待处理频率对应的处理结果；
输出结果确定模块，设置为根据所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。
优选的是，所述处理结果确定模块具体设置为：
根据得到所述待处理频率f对应的处理结果Kr(t)；
其中，处理结果Kr(t)为构建的输出函数K(t)的实部，x(t)为所述原始单道地震数据，Xr(t)为所述傅里叶变换结果的实部，h(t)为所述希尔伯特变换结果。
优选的是，上述处理系统还包括构建模块，所述构建模块设置为构建所述输出函数K(t)。
优选的是，所述构建模块包括：
第一构建单元，设置为构建第一解析函数E(t)，并使所述第一解析函数E(t)满足：E(t)＝x(t)+jh(t)；
第二构建单元，设置为构建第二解析函数Y(t)，并使所述第二解析函数Y(t)满足：Y(t)＝Xr(t)+j2πft；
第三构建单元，设置为根据所述第二解析函数Y(t)构建第三解析函数Z(t)，并使所述第三解析函数Z(t)满足：
输出函数确定单元，对所述第一解析函数E(t)和所述第三解析函数Z(t)进行乘积运算，得到所述输出函数K(t)，所述输出函数K(t)满足：
优选的是，所述输出结果确定模块具体设置为：
对所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果进行求和运算，得到所述输出结果。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明可有效补偿因常规采集仪器的带宽原因造成的低频端缺失，使得地震资料的频带得到明显的均匀展宽，从而大幅提高了地震资料分辨率，并且避免了由于频带的拓展造成的波形畸变并且保持子波运动学特征不变。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明实施例地震数据的处理方法的一种流程示意图；
图2示出了本发明实施例地震数据的处理方法的另一种流程示意图；
图3示出了本发明实施例中构建输出函数的方法的流程示意图；
图4示出了本发明实施例地震数据的处理系统的一种结构示意图；
图5示出了本发明实施例地震数据的处理系统的另一种结构示意图；
图6示出了本发明实施例中构建模块的结构示意图；
图7a示出了理论子波示意图；
图7b示出了经本发明实施例(分频范围为(0,10))处理后的子波示意图；
图7c示出了原始子波对应的频谱示意图；
图7d示出了经处理的原始子波的频谱示意图；
图8a示出了应用本发明实施例之前靶区CMP道集记录及其速度谱示意图；
图8b示出了应用本发明实施例之后靶区CMP道集记录及其速度谱示意图；
图9a示出了应用本发明实施例之前靶区CMP道集记录的原频谱示意图；
图9b示出了应用本发明实施例(分频范围为(0,10)Hz)之后的频谱示意图；
图10a示出了靶区的第444线原叠加剖面示意图；
图10b示出了应用本发明实施例对图10a所示的第444线进行叠前处理后的叠加剖面示意图；
图11a示出了靶区的第452线原叠加剖面示意图；
图11b示出了应用本发明实施例对图11a所示的第452线进行叠前处理后的叠加剖面示意图；
图12a示出了靶区的第460线原叠加剖面示意图；
图12b示出了应用本发明实施例对图12a所示的第460线进行叠前处理后的叠加剖面示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
现有采用的主要高分辨率处理技术是各种改进的反褶积算法。比起常规反褶积，这些方法技术实现的分辨率会得到明显提高，但大多真假难辩。如何在不产生假同相轴的前提下，把分辨率提高到高于常规反褶积的程度，对地震资料处理和解释非常必要。此外，现有技术难以实现地震数据频带的高、低频端的均匀拓展，一味追求高频端的拓展，可能导致地震子波的波形畸变或旅行时即运动学特征发生改变，由此影响速度建模和成像精度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种地震数据的处理方法。
实施例一
图1示出了本发明实施例地震数据的处理方法的一种流程示意图。如图1所示，本发明实施例主要包括步骤101至步骤106。
在步骤101中，获取原始单道地震数据。这里，原始单道地震数据用x(t)表示。
在步骤102中，对原始单道地震数据进行傅里叶变换(Fourier Transform)，得到傅里叶变换结果。
具体地，傅里叶正变换和傅里叶反变换可以实现信号在时间域和频率域的相互转变。通常，利用式(1)对原始单道地震数据x(t)进行傅里叶正变换，得到傅里叶正变换结果X(w)。利用式(2)对傅里叶正变换结果X(w)进行傅里叶反变换，得到原始单道地震数据x(t)。
在式(1)中，Xr(w)为傅里叶变换后的实部，对Xr(w)进行傅里叶反变换，得到傅里叶反变换结果的实部Xr(t)。Xi(w)为傅里叶变换后的虚部，其振幅函数满足其相位函数满足
在频率域，傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值谱显示，以便对信号进行频谱分析。当原始地震信号低频化时，在频率域表现为子波主频小、频带较窄，因而具有较低的分辨率，这将不利于信号的分析和进一步的地震解释工作。分辨率取决于子波的频带宽度，要提高分辨率，必须有效地展宽子波的有效频带，压缩子波，这也是本发明要解决的主要问题。
在步骤103中，对原始单道地震数据进行希尔伯特变换，得到希尔伯特变换结果。
具体地，希尔伯特变换(HT,Hilbert Transform)是信号分析中的重要工具。利用式(3)对原始单道地震数据x(t)进行希尔伯特变换，得到希尔伯特变换结果h(t)。
在步骤104中，依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到待处理频率对应的处理结果。
具体地，根据式(4)得到待处理频率f对应的处理结果Kr(t)。
在式(4)中，处理结果Kr(t)为构建的输出函数K(t)的实部。输出函数K(t)可以在线构建也可以离线构建，具体的构建方法将在下文中结合图2进行详细地阐述。x(t)为原始单道地震数据，Xr(t)为傅里叶变换结果的实部，h(t)为希尔伯特变换结果。
在步骤105中，判断是否得到分频范围内的所有待处理频率对应的处理结果。
在步骤106中，在判断出得到分频范围内的所有待处理频率对应的处理结果时，根据分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。在判断出未得到分频范围内的所有待处理频率对应的处理结果时，返回步骤104。
具体地，分频范围为离线预设的。这里，利用(fmin,fmax)表示分频范围。其中，fmin表示分频范围的下限，fmax表示分频范围的上限。可以看出，本文所述的分频范围可以看成是待处理频率f的集合。
当判断出未全部得到分频范围内的所有待处理频率对应的处理结果时，返回步骤104继续进行处理。
当判断出全部得到分频范围内的所有待处理频率对应的处理结果时，根据得到的所有处理结果得到输出结果。在本发明一优选的实施例中，对分频范围内所有待处理频率对应的处理结果进行求和运算，得到输出结果。即，根据式(5)得到处理后的实际输出y(t)。
应用本实施例所述的地震数据的处理方法，依次得到分频范围内的每个待处理频率对应的处理结果，然后根据所有的处理结果得到最终的输出结果。此外，在计算每个待处理频率对应处理结果时，引入了原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，并且希尔伯特变换结果用于对三瞬属性(瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位)进行约束。可见，本实施例加入了对原始单道地震数据的约束以及对三瞬属性的约束，从而能够避免信号在频率域变换时可能发生的畸变现象。
总体来讲，本实施例将地震数据进行基于单道的分频迭代高分辨率处理，可以有效提高地震数据的分辨率并且保持子波运动学特征不变，在拓宽地震数据的高频端的同时也完成了低频端的拓宽处理，使得有效信号的频带得到明显的展宽。具体地，单道的分频迭代高分辨率处理是基于傅里叶变换和希尔伯特变换进行解析函数的构建，可以在不同尺度对数据进行单道单频率的高分辨率处理，避免了由于频谱的拓展造成的波形畸变的产生。因此，本实施例大幅提高了地震资料分辨率，为后续的处理和解释提供技术支撑。
实施例二
图2示出了本发明实施例地震数据的处理方法的另一种流程示意图。如图2所示，本实施例在实施例一的基础上增加了步骤201。
在步骤201中，构建输出函数K(t)。这里，可以在线构建输出函数K(t)，也可以离线构建输出函数K(t)。
图3示出了本发明实施例中构建输出函数K(t)的方法的流程示意图。如图3所示，本实施例构建输出函数K(t)的方法主要包括步骤301至步骤304。
在步骤301中，构建第一解析函数E(t)，并使第一解析函数E(t)满足式(6)。
E(t)＝x(t)+jh(t) (6)
具体地，第一解析函数E(t)由原始单道地震数据x(t)和希尔伯特变换结果h(t)构建，从而加入了对输入信号(即原始单道地震数据)和信号三瞬属性的约束，这里，信号三瞬属性指的是瞬时振幅属性、瞬时频率属性和瞬时相位属性。
在步骤302中，构建第二解析函数Y(t)，并使第二解析函数Y(t)满足式(7)。
Y(t)＝Xr(t)+j2πft (7)
在步骤303中，根据第二解析函数Y(t)构建第三解析函数Z(t)，并使第三解析函数Z(t)满足式(8)。
具体地，第二解析函数Y(t)的构建主要是为了构建第三解析函数Z(t)，这样逐层的构建方式便于公式的推导。
第三解析函数Z(t)由原始单道地震数据x(t)的傅里叶变换结果的实部Xr(t)和待处理频率f的三角函数(sin(2πft)、cos(2πft))构建。在第三解析函数Z(t)的表达式(8)中，指数函数用于振幅约束，三角函数用于相位约束。
在步骤304中，对第一解析函数E(t)和第三解析函数Z(t)进行乘积运算，得到输出函数K(t)，输出函数K(t)满足式(9)。
具体地，将第一解析函数E(t)和第三解析函数Z(t)的乘积作为输出函数K(t)，可见输出函数K(t)是在上述几种约束下(具体包括：对输入信号的约束，对信号三瞬属性的约束、对振幅的约束和对相位的约束)构建的关于单道单频率的函数，约束的加入可以避免信号在频率域变换时可能发生的畸变现象。
在本实施例中，第一、第二和第三解析函数的构建主要是为了逐层推导出输出函数而构建的，这样可以在加入约束的同时使得输出函数的推导思路清晰。此外，单道单频率的输出函数K(t)是本发明实施例的核心函数，该输出函数通过对输入信号、三瞬属性、振幅和相位进行约束，来避免信号在频率域变换时可能发生的畸变现象。
综上所述，本实施例所述的地震数据的处理方法，将地震数据进行基于单道的分频迭代高分辨率处理，可以有效提高地震数据的分辨率并且保持子波运动学特征不变，在拓宽地震数据的高频端的同时也完成了低频端的拓宽处理，使得有效信号的频带得到明显的展宽。此外，单道的分频迭代高分辨率处理是基于傅里叶变换和希尔伯特变换进行解析函数的构建，可以在不同尺度对数据进行单道单频率的高分辨率处理，从而避免了由于频谱的拓展造成的波形畸变的产生。由此，本发明实施例大幅提高了地震资料分辨率，为后续的处理和解释提供有力的技术支撑。
为了更好地验证由本发明实施例带来的上述有益效果，下面结合图7a至图12b进行详细地阐述。具体地，通过理论数据和实际数据的处理验证，来验证本发明实施例方法的正确性和有效性。
具体地，图7a示出了一个雷克子波，图7b示出了经本发明实施例所述的处理方法(分频范围为(0,10)Hz)处理后的高分辨率处理结果。由图7a与7b的对比可知，经本发明实施例的方法处理后的子波分辨率得到明显提高，并且子波主瓣对应的时间位置没有发生位移。图7c与图7d是处理前后对应的频谱示意图。对比图7c与图7d可知，处理后的子波主频得到提高，并且频带也得到明显的拓宽。具体地，频带不仅在高频端得到拓展，而且在低频端也得到一定的拓展。这使得波形的频率成分更加丰富。
以下为实际资料应用本发明实施例的处理方法处理前后的结果对比。靶区为中国西部某工区三维地震资料。虽然本发明实施例是单道处理方法，主要针对叠前处理，但是这并不意味着不能针对叠后处理。
图8a示出了应用本发明实施例之前靶区CMP道集记录及其速度谱示意图。图8b示出了应用本发明实施例之后该靶区CMP道集记录及其速度谱示意图。对比图8a和图8b可知，应用本实施例方法处理前后的速度谱能量团的物理位置是吻合的，这表明本发明实施例的处理方法没有改变子波的运动学特征。
图9a示出了应用本发明实施例之前靶区CMP道集记录的原频谱示意图。参照图9a，处理之前频带较窄，分辨率较低，特别是5Hz以下的低频端因地震数据采集仪器的带宽原因而严重缺失。图9b示出了应用本发明实施例(分频范围为(0,10)Hz)之后的频谱示意图。对比图9a和图9b，频带得到有效拓展，尤其是低频端得到了有效补偿。
图10a示出了靶区的第444线(CMP1380-1520，时间2-3秒)原叠加剖面示意图。图10b示出了应用本发明实施例对图10a所示的第444线进行叠前处理后的叠加剖面示意图。图中的白色粗线表示对比提示线。这里，对比提示线并不限于此。
图11a示出了靶区的第452线(CMP760-900，时间2-3秒)原叠加剖面示意图。图11b示出了应用本发明实施例对图11a所示的第452线进行叠前处理后的叠加剖面示意图。图中的白色粗线表示对比提示线。这里，对比提示线并不限于此。
图12a示出了靶区的第460线(CMP1560-1700，时间2-3秒)原叠加剖面示意图。图12b示出了应用本发明实施例对图12a所示的第460线进行叠前处理后的叠加剖面示意图。图中的白色粗线表示对比提示线。这里，对比提示线并不限于此。
对图10a和图10b进行对比，对图11a和图11b进行对比，并且对图12a和图12b进行对比。对比结果表明，应用本发明实施例处理方法进行叠前处理后的分辨率有明显的提高，且未产生假同相轴，不存在真假难辩的现象。可见，应用本实施例处理方法处理的数据，为后续的处理和解释提供了技术支撑。
综上所述，本发明实施例可有效补偿因常规采集仪器的带宽原因造成的低频端缺失，使得地震资料的频带得到明显的均匀展宽，从而大幅提高了地震资料分辨率，并且避免了由于频带的拓展造成的波形畸变并且保持子波运动学特征不变。
采用宽频采集仪器无疑会大幅增加地震数据的采集成本，在相当长的时期内低成本的常规采集仪器仍将发挥重要作用。而本发明实施例的方法优势非常适用于由常规采集仪器采集到的地震资料的高分辨率处理。
实施例三
对应于上述实施例一和实施例二，本发明实施例还提供了一种地震数据的处理系统。
图4示出了本发明实施例地震数据的处理系统的一种结构示意图。如图4所示，本实施例地震数据的处理系统主要包括数据获取模块401、傅里叶变换模块402、希尔伯特变换模块403、处理结果确定模块404和输出结果确定模块405。其中，数据获取模块401分别与傅里叶变换模块402和希尔伯特变换模块403连接。傅里叶变换模块402和希尔伯特变换模块403均与处理结果确定模块404连接。处理结果确定模块404与输出结果确定模块405连接。
具体地，数据获取模块401，设置为获取原始单道地震数据。
傅里叶变换模块402，设置为对原始单道地震数据进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果。
希尔伯特变换模块403，设置为对原始单道地震数据进行希尔伯特变换，得到希尔伯特变换结果。
处理结果确定模块404，设置为依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到待处理频率对应的处理结果。
特别地，处理结果确定模块404具体设置为：根据得到待处理频率f对应的处理结果Kr(t)。其中，处理结果Kr(t)为构建的输出函数K(t)的实部，x(t)为原始单道地震数据，Xr(t)为傅里叶变换结果的实部，h(t)为希尔伯特变换结果。
输出结果确定模块405，设置为根据分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。特别地，输出结果确定模块405具体设置为：对分频范围内所有待处理频率对应的处理结果进行求和运算，得到输出结果。
应用本实施例所述的地震数据的处理系统，依次得到分频范围内的每个待处理频率对应的处理结果，然后根据所有的处理结果得到最终的输出结果。此外，在计算每个待处理频率对应处理结果时，引入了原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，并且希尔伯特变换结果用于对三瞬属性(瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位)进行约束。可见，本实施例加入了对原始单道地震数据的约束以及对三瞬属性的约束，从而能够避免信号在频率域变换时可能发生的畸变现象。
总体来讲，本实施例将地震数据进行基于单道的分频迭代高分辨率处理，可以有效提高地震数据的分辨率并且保持子波运动学特征不变，在拓宽地震数据的高频端的同时也完成了低频端的拓宽处理，使得有效信号的频带得到明显的展宽。具体地，单道的分频迭代高分辨率处理是基于傅里叶变换和希尔伯特变换进行解析函数的构建，可以在不同尺度对数据进行单道单频率的高分辨率处理，避免了由于频谱的拓展造成的波形畸变的产生。因此，本实施例大幅提高了地震资料分辨率，为后续的处理和解释提供技术支撑。
实施例四
参照图5，本实施例在实施例三的基础上增加了构建模块501。构建模块501与处理结果确定模块404连接。该构建模块501设置为构建输出函数K(t)。
图6示出了本发明实施例中构建模块501的结构示意图。参照图6，本实施例构建模块501主要包括第一构建单元601、第二构建单元602、第三构建单元603和输出函数确定单元604。其中，第一构建单元601与输出函数确定单元604连接。第二构建单元602通过第三构建单元603与输出函数确定单元604连接。
具体地，第一构建单元601，设置为构建第一解析函数E(t)，并使第一解析函数E(t)满足：E(t)＝x(t)+jh(t)。
第二构建单元602，设置为构建第二解析函数Y(t)，并使第二解析函数Y(t)满足：Y(t)＝Xr(t)+j2πft。
第三构建单元603，设置为根据第二解析函数Y(t)构建第三解析函数Z(t)，并使第三解析函数Z(t)满足：
输出函数确定单元604，对第一解析函数E(t)和第三解析函数Z(t)进行乘积运算，得到输出函数K(t)，输出函数K(t)满足：
在本实施例中，第一、第二和第三解析函数的构建主要是为了逐层推导出输出函数而构建的，这样可以在加入约束的同时使得输出函数的推导思路清晰。此外，单道单频率的输出函数K(t)是本发明实施例的核心函数，该输出函数通过对输入信号、三瞬属性、振幅和相位进行约束，来避免信号在频率域变换时可能发生的畸变现象。
需要说明的是，实施例三和实施例四中各模块或各单元中的操作的具体细化，可参见上面结合图1至图3、图7a至图12b对本发明方法的说明，在此不再详细赘述。
综上所述，本发明实施例可有效补偿因常规采集仪器的带宽原因造成的低频端缺失，使得地震资料的频带得到明显的均匀展宽，从而大幅提高了地震资料分辨率，并且避免了由于频带的拓展造成的波形畸变并且保持子波运动学特征不变。采用宽频采集仪器无疑会大幅增加地震数据的采集成本，在相当长的时期内低成本的常规采集仪器仍将发挥重要作用。而本发明实施例的处理系统优势非常适用于由常规采集仪器采集到的地震资料的高分辨率处理。
本领域的技术人员应该明白，上述的本发明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，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，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种地震数据的处理方法，其特征在于，包括：
获取原始单道地震数据；
对所述原始单道地震数据分别进行傅里叶变换和希尔伯特变换，得到傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果；
依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据所述原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到所述待处理频率对应的处理结果；
根据所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到所述待处理频率对应的处理结果，包括：
根据得到所述待处理频率f对应的处理结果Kr(t)；
其中，处理结果Kr(t)为构建的输出函数K(t)的实部，x(t)为所述原始单道地震数据，Xr(t)为所述傅里叶变换结果的实部，h(t)为所述希尔伯特变换结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：构建所述输出函数K(t)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，构建所述输出函数K(t)，包括：
构建第一解析函数E(t)，并使所述第一解析函数E(t)满足：E(t)＝x(t)+jh(t)；
构建第二解析函数Y(t)，并使所述第二解析函数Y(t)满足：Y(t)＝Xr(t)+j2πft；
根据所述第二解析函数Y(t)构建第三解析函数Z(t)，并使所述第三解析函数Z(t)满足：
对所述第一解析函数E(t)和所述第三解析函数Z(t)进行乘积运算，得到所述输出函数K(t)，所述输出函数K(t)满足：
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5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果，包括：
对所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果进行求和运算，得到所述输出结果。
6.一种地震数据的处理系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，设置为获取原始单道地震数据；
傅里叶变换模块，设置为对所述原始单道地震数据进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
希尔伯特变换模块，设置为对所述原始单道地震数据进行希尔伯特变换，得到希尔伯特变换结果；
处理结果确定模块，设置为依次对预设的分频范围内的每个待处理频率，根据所述原始单道地震数据、傅里叶变换结果和希尔伯特变换结果，得到所述待处理频率对应的处理结果；
输出结果确定模块，设置为根据所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果，得到输出结果。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理结果确定模块具体设置为：
根据得到所述待处理频率f对应的处理结果Kr(t)；
其中，处理结果Kr(t)为构建的输出函数K(t)的实部，x(t)为所述原始单道地震数据，Xr(t)为所述傅里叶变换结果的实部，h(t)为所述希尔伯特变换结果。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括构建模块，所述构建模块设置为构建所述输出函数K(t)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述构建模块包括：
第一构建单元，设置为构建第一解析函数E(t)，并使所述第一解析函数E(t)满足：E(t)＝x(t)+jh(t)；
第二构建单元，设置为构建第二解析函数Y(t)，并使所述第二解析函数Y(t)满足：Y(t)＝Xr(t)+j2πft；
第三构建单元，设置为根据所述第二解析函数Y(t)构建第三解析函数Z(t)，并使所述第三解析函数Z(t)满足：
输出函数确定单元，对所述第一解析函数E(t)和所述第三解析函数Z(t)进行乘积运算，得到所述输出函数K(t)，所述输出函数K(t)满足：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>K</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>{</mo> <mi>x</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>f</mi> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>f</mi> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>+</mo> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <mi>x</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mi>sin</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>f</mi> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mi>cos</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>f</mi> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>.</mo> </mrow>
10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述输出结果确定模块具体设置为：
对所述分频范围内所有待处理频率对应的处理结果进行求和运算，得到所述输出结果。
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