JP2003057357A

JP2003057357A - 地震波データの時変最適オフセット処理方法、処理システム、処理装置および記録媒体

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Publication number: JP2003057357A
Application number: JP2002188865A
Authority: JP
Inventors: Ki-Young Kim; キム、キ−ヨウン
Original assignee: Daeduk Consulting & Constructi; Daeduk Consulting & Construction Co; GEOKON CORP
Current assignee: Daeduk Consulting & Constructi; Daeduk Consulting & Construction Co; GEOKON CORP
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2003-02-26
Also published as: KR100412097B1; US20030031091A1; KR20010090027A

Abstract

(57)【要約】【課題】地下地質構造を映像化する反射法を用いた地
震波データ処理を単純化させること。【解決手段】データ取得装置から取得した地震波デー
タの基礎情報を入力され、基礎情報により得られた地震
波トレースの時間、または、オフセット(offset)により
窓(window)の位置を決めるのであり、地震波トレース(t
race) 中で、窓内に含まれているデータのみを水平重合
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震波データの時
変最適オフセット処理方法、処理システム、処理装置お
よび記録媒体に係り、より詳細には、地下地質構造を映
像化する反射法を用いた地震波データ処理に関するもの
で、複雑で、専門的な多くのステップの処理過程を簡単
に単純化させることにより、専門的な知識がなくても、
地下映像に関する情報が得られ、特に、速度に関する情
報が全くない状況においても実際に近似している結果を
導き出す地震波データの時変最適オフセット処理方法、
処理システム、処理装置および記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下地質構造を映像化するためには、調
査地域の地下に地震波を発生させて、その地震波に対す
る基礎情報データを測定した後、その情報を基にして地
質構造を分析および把握しなければならない。ここで、
基礎情報とは、震源／受信器の垂直および水平位置、発
震点間隔、受信器間隔、レコード長さ、サンプル度合、
空気波およびレイリー波の速度等を意味する。

【０００３】図１は、地質構造を映像化するための装置
の概略構成図である。

【０００４】図１を参照して説明すると、地質構造を映
像化するためには、基礎情報を測定するデータ取得装置
１００と測定された基礎情報データとに基づいて、地質
構造を分析および把握して映像化するデータ処理装置１
５０が必要である。

【０００５】データ取得装置１００を使用して基礎情報
データを測定する一実施形態を示した図２を参照してデ
ータ取得装置について説明する。

【０００６】データ取得装置１００は、信号を発生させ
る発生部１１０、受信部１２０、記録部１３０からな
る。

【０００７】発生部１１０は、地震を発生させる役目を
果たす。例えば、陸上の場合に、深部探査には、爆薬を
発生部１１０として使用し、浅部探査には、ハンマー、
落下錘のような重力錘と振動器等を発生部１１０として
使用する。

【０００８】受信部１２０は、前記発生部１１０から得
られた地震波に関するデータを受信する役目をし、複数
の受信器を含めている。受信器は、陸上の場合は磁石と
コイルからなるジオホン(geophone：地中聴音器)が、海
上の場合は圧電体(piezoelectric material)からなるハ
イドロホン(hydrophone)が各々代表的に使用されてい
る。

【０００９】以下、受信器の中で、ジオホンを例に挙げ
て説明する。

【００１０】記録部１３０は、前記受信部１２０で受信
したデータを記録し、このデータをデータ処理装置１５
０のプロセッサ１６０に伝送する役目を果たす。データ
を伝送する方法では、ケーブルを通じて取得したデータ
をデータ処理装置に直接送信するか、取得したデータを
格納手段、例えば、ディスケット(diskette)、ＣＤ、マ
グネットテープ(magnet tape) に格納し、データ処理装
置に伝送する方法等が用いられている。

【００１１】前述のように、データ取得装置１００から
取得したデータは、データ処理装置１５０のプロセッサ
１６０が地下の映像情報を得るために処理することにな
る。そして、処理された結果は、データ処理装置１５０
のディスプレイ部１７０に表示されることになる。

【００１２】その際、プロセッサが地震波データの基礎
情報を処理する方法が問題になる。

【００１３】従来のプロセッサ１６０が基礎情報データ
を処理するための通常の基礎情報処理方法では、石油探
査等によく用いられている共通反射点重合方法が主とし
て使用されてきた。共通反射点（共通中点）重合方法
は、データ処理装置１５０に通常のワークステーション
級の以上の専門コンピュータを使用しなければならない
し、１０余ステップの処理過程を経なければならない。

【００１４】ここで、共通反射点とは、多くの共発点、
すなわち、発震点の集りデータを再分類して１つの反射
点から反射された多くのトレース等を集めたデータであ
る。

【００１５】代表的な処理ステップは、デマルチプレク
ス(demultiplex) 、フォーマット変換、パワー／受信器
位置情報入力、実振幅補正(true amplitude recovery)
、高度補正(elevation correction)、トレース編集、
周波数―波数フィルタ(f-k filter)、ミュト（内部およ
び外部）、逆重畳(deconvolution) 、広帯域周波数フィ
ルタ、共通反射点分類(common midpoint sort)、速度分
析(velocity analysis)、垂直経路視差補正(normal mov
eout correction)、残余静補正(residual statics corr
ection)、重合(stack) 、構造補正(migration) 等であ
る。

【００１６】代表的なステップ中、いくつかの主要ステ
ップの役目について簡単に説明すると、つぎのとおりで
ある。

【００１７】フォーマット変換ステップは、記録フォー
マットをデータ処理ソフトウェアの内部フォーマットに
切り換えるステップである。

【００１８】また、震源／受信器位置情報入力ステップ
は、各記録別震源とジオホン等の位置に関する情報をコ
ンピュータに入力するステップである。

【００１９】さらに、高度補正ステップは、発震点およ
び受信点の高度変化による時間差を補正するステップで
ある。

【００２０】さらにまた、周波数―波数フィルタステッ
プは、信号の周波数―波数帯域は通過させ、ノイズの周
波数―波数帯域は減衰させることにより、信号／ノイズ
(S/N)比を向上させるステップである。

【００２１】また、トレース編集およびミュトステップ
は、記録されなかったか、ノイズが強く記録された場
合、記録別、トレース別、測点別、受信器別に除去し、
極性が変わったトレースの極性を修正するステップであ
る。

【００２２】さらにまた、共通反射点分類ステップは、
全てのトレースの発震および受信位置情報を用いて共通
発震点データ(common shot gather)を共通反射点(commo
n midpoint) に分類するステップである。

【００２３】また、速度分析ステップは、共通反射点デ
ータを用いて重合速度を求めるステップである。さら
に、垂直経路視差補正(Normal Move Out補正：以下、Ｎ
ＭＯ補正という）ステップは、速度関数を用いて走時ｔ
に記録されたデータ等を零距離走時ｔ０に移行するステ
ップである。

【００２４】さらに、重合ステップは、ＮＭＯ補正した
データを重畳させて合わせるステップである。

【００２５】さらにまた、構造補正ステップは、重合断
面上の反射面を元の場所に置き換えるステップである。

【００２６】前記共通反射点重合方法は、正確な地下映
像情報が得られるという長所があるが、各々のステップ
は、モジュール(module)からなっており、処理手順およ
び処理変数の選択により相違している結果が表れる。す
なわち、分析者は、各ステップごとに最適処理変数決定
のための試験処理をしなければならないし、このような
処理ステップに多くの時間および努力が必要である。ま
た、分析者は、専門的な知識も備えていなければならな
い。併せて、前述した方法による時、浅い地層境界面か
ら反射された波は、弛緩、逆転、圧縮、重畳等の現状に
よりデータが甚だしく歪まれる問題がある。このような
共通反射点重合方法の問題を解消するための他の従来の
方法では、最適オフセット処理方法がある。

【００２７】最適オフセット処理方法とは、前記共通反
射点重合方法がデータ処理に専門性が必要であり、処理
時間を多く要する問題の克服のため、共通発震点記録
で、最も適宜のオフセットトレースを１つのみ使用して
断面図を作る方法である。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】この方法は、簡単で、
迅速に結果断面が得られ、かつ、深さによる速度関数を
全く知らない状況においても立派に地層断面図が作られ
る長所がある。しかし、この方法は、地層等の深さが実
際の深さよりずっと深い場所に表れて、全体的な断面図
を歪みさせる。また、淺部地層構造の把握のための高分
解能反射法地震調査ではあまり問題されないが、石油探
査等、深部地層構造の把握にこの方法を使用した場合、
データの信号／ノイズ(S/N) 比が低いと、深い地層境界
面をよく表すことができない問題がある。

【００２９】したがって、本発明は、従来技術の諸問題
を解決するため、案出したもので、最適オフセットが反
射面の深さ（反射波走時）により変わるようにすること
によって、共通反射点重合方法が有していた複雑性と最
適オフセット方法の深さの歪みを最小にする地震波デー
タの時変最適オフセット処理方法、処理システム、処理
装置および記録媒体を提供することを目的とする。

【００３０】本発明の他の目的は、空気波到達速度がほ
ぼ一定しているので、空気波到達の以前の適宜な窓の長
さを設定し、この窓内の記録のみを時間―距離領域で水
平重合する地震波データの時変最適オフセット処理方
法、処理システム、処理装置および記録媒体を提供する
ことにある。

【００３１】本発明のさらに他の目的は、共通反射点分
類および速度情報なしにも最適オフセット方法よりずっ
と実際に近い断面図を生成させる地震波データの時変最
適オフセット処理方法、処理システム、処理装置および
記録媒体を提供することにある。

【００３２】本発明のさらに他の目的は、共通反射点ギ
ャザー(common midpoint gather)における施行を通じて
反射深さの変化による水平移動現状がなくなって、共発
点ギャザー(common shot gather)で、より良好な断面を
得ることができ、速度情報を１−２場所のみで知ってい
ても、その情報を用いて同補正を行う場合、正確な深さ
を知ることができる地震波データの時変最適オフセット
処理方法、処理システム、処理装置および記録媒体を提
供することにある。

【００３３】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明によると、反射法を用いて得られた地震波デ
ータを処理する処理方法において、データ取得装置から
取得した地震波データの基礎情報を入力し、前記基礎情
報により得られた地震波トレースの時間、または、オフ
セット(offset)により窓(window)の位置を決めるステッ
プおよび前記地震波トレース(trace) 中、前記窓内に含
まれているデータのみを水平重合するステップを含むこ
とを特徴とする地震波データの時変最適オフセット処理
方法、前記方法に応ずる処理システムと処理装置および
このような方法を遂行することができるプログラムが収
録されている記録媒体が提供される。

【００３４】また、前記水平重合したデータを図示し、
地下映像断面図を作成することをさらに含むことを特徴
とする地震波データの時変最適オフセット処理方法、前
記方法に応ずるシステムおよびこのような方法を遂行す
ることができるプログラムが収録されている記録媒体が
提供される。

【００３５】また、前記基礎情報は、震源／受信器の垂
直および水平位置、発震点間隔、受信器間隔、レコード
長さ、サンプル度合、空気波およびレイリー波の速度で
あり、前記窓は、空気波やレイリー波の中で、速い波の
速度を基準に、前記速い波の速度より一定時間だけ速い
部分であることを特徴とする地震波データの時変最適オ
フセット処理方法、前記処理方法に対応する処理システ
ムと処理装置およびこのような処理方法を遂行すること
ができるプログラムが収録されている記録媒体が提供さ
れる。

【００３６】また、前記地震波の速度情報を用いる場合
に、前記地震波の速度情報を用いていない場合より正確
な情報が得られ、地震波データの時変最適オフセット処
理方法、前記処理方法に応ずる処理システムおよびこの
ような処理方法を遂行することができるプログラムが収
録されている記録媒体が提供される。

【００３７】前記窓は、トレースの中で、有用な部分だ
けを決める部分であって、窓の長さが時間またはオフセ
ットにより変えられることを特徴とする地震波データの
時変最適オフセット処理方法、前記処理方法に対応する
処理システムと処理装置およびこのような処理方法を遂
行することができるプログラムが収録されている記録媒
体が提供される。また、前記窓の両側の縁部において、
前記地震波トレースの不意の断ち切れによる信号歪み現
状を緩和するため、前記窓の両側にテーパ(taper) を使
用することを特徴とする地震波データの時変最適オフセ
ット処理方法、前記処理方法に対応する処理システムと
処理装置およびこのような処理方法を遂行することがで
きるプログラムが収録されている記録媒体が提供され
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地震波データ
の時変最適オフセット処理方法、処理システム、処理装
置および記録媒体の望ましい実施形態を添付の図面を参
照しながら詳細に説明する。

【００３９】図３は、本発明に係る地震波データの時変
最適オフセット処理方法に対する手順図である。

【００４０】図３に示すように、本発明によると、ま
ず、データ処理装置のプロセッサはデータ取得装置から
入力された基礎情報を基にしてトレース窓を決める（４
１０）。ここで、トレースとは、１つのジオホン、すな
わち、受信器に受信された地面の相対運動記録である。
トレース窓は有用な信号部分のみを決める部分であっ
て、空気波やレイリー波の中で、速い波の速度を基準
に、それより速い一定時間だけのトレースが窓の内側部
分に選択される。

【００４１】トレース窓を決める方法について、図４お
よび図５を参照して考察すると、つぎのとおりである。

【００４２】図４は、地震波信号および位置が決まった
トレース窓を示す例示図である。

【００４３】図４を参照して説明すると、レイリー波の
速度は約２１０ｍ／ｓで、空気波の速度は約３３５ｍ／
ｓであるので、レイリー波より速い空気波の速度である
３３５ｍ／ｓの傾きを有するように窓を設定した。窓は
空気波到達時間から安全区間１５サンプル（３ｍｓ）を
引いて開始したのであり、信号の優勢周期である６ｍｓ
を窓の長さとして選定した。

【００４４】図５は、地震波信号および位置が決まった
トレース窓の長さが時間、または、オフセットにより変
わることを示す例示図である。

【００４５】図５を参照して説明すると、窓の長さは信
号／ノイズ比が良好な場合に信号の１波長程度が入るこ
とができるように決まる。例えば、信号が高周波の場
合、低周波の場合より窓の長さを短くしなければならな
い。また、図５では、窓の長さを径時変化する選択をお
いて、窓の長さが下部に下がるほど、すなわち、時間の
増加に応じて増加させることができる。下部に下がるほ
ど信号／ノイズ(S/N) 比が低くなって、同一の窓の長さ
を保持する場合、重合効果が低減するので、窓の長さを
増加させることにより、重合効果を保持、または、増加
させることができる。

【００４６】その際、窓の縁部の不意なデータの断ち切
れによる信号歪みなどの悪影響、すなわち、信号歪み現
状を緩和するため、１５サンプル(3ms) のテーパ(tape
r) を使用した。ここで、テーパ(taper) とは、窓の境
界を基準に、データを断ち切れる場合、切られた部分の
データが不意に０となることを防ぐために、縁部に窓を
設け、その窓内でデータの加重値が０から１に変わるこ
とにする傾斜関数をいう。

【００４７】さらに、図３を参照すると、プロセッサ
は、つぎに速度情報の有無を判断する（４２０）。速度
情報の有無の判断結果、地震波データの基礎情報に速度
情報が含まれている場合、ＮＭＯ補正を行う（４２
５）。

【００４８】図６は、ＮＭＯ補正過程を示すグラフであ
る。

【００４９】図６を参照して説明すると、５１０は、震
源（Ｓ）から生じた地震波の共通反射点データを受信器
（Ｒ）が受信する一実施の形態と受信したデータを基に
して地震波のトレースを示す図面である。ここで、ＴＮ
ＭＯは、ＮＭＯ補正すべき時間を表す。５２０はＮＭＯ
補正前を、５３０はＮＭＯ補正後を各々示す図である。
ＮＭＯ補正とは、前述にように、速度関数を用いて走時
ｔに記録されたデータ等を零距離走時ｔ０に移すもので
あって、速度情報を用いる場合、５２０のように正確な
深さを知ることができる。さらに、図３を参照すると、
速度情報の有無の判断結果、速度情報がないとか、速度
情報があり、ＮＭＯ補正を行う場合、プロセッサはトレ
ース中、前記窓内に含まれているデータを水平重合する
（４１０）。ここで、水平重合とは、同一時間帯の多く
のトレースデータを時間ごとに加える過程をいう。水平
重合結果、地下映像に対する時変最適オフセットデータ
が完成されることになる。

【００５０】つぎに、プロセッサは水平重合により得ら
れた時変最適オフセットデータをディスプレイ部に伝送
する（４６０）。

【００５１】伝送前に信号／ノイズ(S/N) 比を向上させ
るためのフィルタリング過程（４４２）と、微弱な信号
を再生させる自動利得調節過程（４４４）を経ることが
できることは言うまでもないが、当業者であれば、誰も
容易に分るところなので、説明を省略する。プロセッサ
から地下断面に対する時変最適オフセットデータが得ら
れたディスプレイ部は、モニター、プリンター、その他
の出力装置を通じて前記データを出力する。

【００５２】さらに、図１を参照すると、従来の地下映
像断面図を得るための装置は、一般的にデータ取得装置
１００とデータ処理装置１５０とが独立的に仕分けられ
ることになった。データ取得装置１００から取得したデ
ータをデータ処理装置１５０のプロセッサ１６０が通常
の方法、すなわち、共通反射点重合方法により処理する
場合には、前述のように、通常のワークステーション級
以上の専門コンピュータを利用しなければならないし、
１０余ステップの複雑な過程を経らなければならないの
で、処理時間が長いからである。例えば処理時間は、通
常、短くは幾日、長くは幾週間程度がかかる。しかし、
各々のステップを１つのステップに統合して単純化させ
た本発明によれば、きわめて短い時間内（通常、３秒か
ら１０秒間）に地下映像断面に対する結果が得られるの
で、データ取得装置とデータ処理装置とが１つに結合さ
れることもできる。その結果、現場で直ちに地下映像断
面に対する結果が得られる。

【００５３】図７ないし図１１は、本発明の時変最適オ
フセット処理方法を具現するため、フォトラン(FORTRA
N) を使用して具現した一実施形態を示す。

【００５４】本説明において、発明が属する技術分野で
通常の知識を有する者であれば容易に理解できる部分は
説明から除くことにする。

【００５５】図７ないし図１１を参照すると、このフォ
トラン言語により作成したコードは、地震波反射法デー
タ処理用に開発されたプログラムで、０．２ｍｓサンプ
ル度合(dt)で１９２ｍｓ(nt/dt) 間、１２チャンネル(n
x)で記録した１８０個(nr)のデータ(input.dat)を読込
んで処理した後、重合結果をout1.datというファイルに
出力する。

【００５６】併せて、速度情報がある場合、速度情報を
ｔｖ．ｄａｔで読込んだ後、ＮＭＯ補正を実施した結果
をｏｕｔ２．ｄａｔに記録する。また、従来の最適オフ
セット方法により求めた断面データも比較目録として出
力するようにして、結果をｏｐｔｏｓ．ｄａｔに記録す
る。

【００５７】まず、第６０５行目では、関数に対する各
々の変数、データ等を指定する。

【００５８】第６１０行目では、ソース(source)および
ターゲット(target)を指定する。

【００５９】第６１５行目では、窓の長さを指定する。
ここで、ｗｄは、窓の長さを表す。

【００６０】第６２０行目では、、データを入力し、処
理する。ここで、ｎｒはレコード個数（１８０個）を、
ｎｌは地層個数（３個）を各々表す。

【００６１】具体的に考察すると、第６２１行目で速度
情報を読出し、第６２２行目で反射面のサンプル番号に
よる速度情報をｔｖｍａｘに格納する。また、第６２３
行目では、入力されたデータを読出す。第６２４行目で
は、最適時変窓を決め、水平重合を実施するため、サブ
プログラムを呼び出す。第６２４行目でサブプログラム
を呼び出すと、プロセッサは第６６０行目に移行して最
適時変窓を決め、水平重合を実施する。そして、その結
果を第６２７行目でｅ１に格納する。

【００６２】第６６０行目において、第６６１行目は最
適時変窓を決める行であり第６６２行目は水平重合を実
施する部分である。具体的に考察すると、ｉｗｄは窓の
境界(wd)を時間単位からサンプル単位に変えたものであ
り、ｉｔａｐは窓の境界におけるエッジ効果をなくすた
めのテーパ(taper) の長さを表す。また、ｎｘはチャン
ネル数、すなわち、１２個のチャンネルを表し、ｘｘは
各チャンネルのオフセットを表し、ｉａｉｒはｘｘをｄ
ａに割った値を時間単位からサンプル単位に変えた後、
１を加えた値、すなわち、空気波の到達時刻（サンプル
数）を表す。また、ｎｔは全トレースの長さを、ｉｗ１
は開始部分の窓の境界を、ｉｗ２は終り部分の窓の境界
を各々表す。また、ｉｓ１はｉｗ１を基準にした窓の開
始部分のテーパの開始を、ｉｓ２はｉｗ１を基準にした
窓の開始部分のテーパの終りを各々表す。また、ｉｓ２
はテーパなしに通過する部分の開始を、ｉｅ２はテーパ
なしに通過する部分の終りを各々表す。また、ｉｓ３は
ｉｗ２を基準にした窓の端部のテーパの開始を、ｉｓ３
はｉｗ２を基準にした窓の端部のテーパの終りを各々表
す。第６２５行目は速度情報を用いる場合に必要となる
部分であって、サンプルごとの平方根速度(vrms)を計算
するためのサブプログラムを呼び出す部分である。第６
２５行目でサブプログラムを呼び出すと、プロセッサは
第６５０行目に移行してサンプルごとの平方根速度を求
める。

【００６３】具体的に考察すると、第６５０行目中で、
第６５１行目はＤｉｘ区間速度を計算する式であり、第
６５２行目は各サンプルごとの平方根速度を計算する式
である。

【００６４】第６２６行目は最適時変窓を決め、平方根
速度を用いてＮＭＯ補正を行った後、水平重合を実施す
るためにサブプログラムを呼び出す部分である。第６２
６行目でサブプログラムを呼び出すと、プロセッサは第
６６５行目に移行して第６２５行目で計算された平方根
速度を用いてＮＭＯ補正を行った後、水平重合を実施す
る。そして、その結果を第６２８行目でｅ２に格納す
る。

【００６５】第６６５行目において、第６６７行目は最
適時変窓を決める部分であり、第６６８行目はＮＭＯ補
正を行った後、水平重合を実施する行である。

【００６６】第６６５行目中で、第６６０行目で説明し
た部分と異なる部分に対してのみ説明すると、第６６５
行目の第６６６行目でｄｄｔ１、ｄｄｔ２、ｄｄｔ３お
よびｄｄｔ４は各々テーパエッジでのＮＭＯ補正量を表
す。

【００６７】さらに、図３を参照して説明すると、プロ
セッサが第６２１行目で速度情報があるか否かを判断し
て（４１０）、速度情報がない場合は第６２４行目でサ
ブプルグラムである第６６０行目を呼び出して水平重合
（４３０）を遂行し、速度情報がある場合は第６２５行
目でサブプログラムである第６５０行目を呼び出して平
方根速度を求め、第６６５行目を呼び出してＮＭＯ補正
（４２５）を行い、水平重合（４３０）を行うことにな
る。

【００６８】さらに、図７ないし図１１を参照すると、
第６２９行目では、従来の最適オフセット方法により求
めた結果をｅ３に格納するステップである。従来の最適
オフセット処理方法によるデータも格納し出力する理由
は、本発明による方法と比較するためである。したがっ
て、本プログラムが実際的に使用される時には、この行
が省略されることもある。

【００６９】第６４５行目は、ヘッダー情報を入れるた
めに、サブプログラムである第６５５行目を呼び出し
て、データを出力する部分である。

【００７０】本プログラムは基本的に基礎データ入力ス
テップ、演算ステップおよび出力ステップからなる。プ
ログラムを具現する方法上の問題として入力ステップ
は、対話式、配置モード、いずれも可能である。併せ
て、ベージック(BASIC) 、フォトラン(FORTRAN）、シー
(C) 等、何の使用言語でも本プログラムを具現すること
ができる。また、結果物も従来のソフトウェアを使用し
ても構わない。但し、本明細書において、一実施形態に
使用したものは配置モードでデータを入力し、ＦＯＲＴ
ＲＡＮを使用したのであり、結果物は第３のソフトウェ
アであるＷＩＮＳＥＩＳを通じて具現した。

【００７１】以下、本発明の理解を助けるために、コン
ピュータシミュレーション(computer simulation) を通
じて得られた結果物と実際測定により得られた結果物で
ある地下映像断面図について詳細に説明する。

【００７２】図１２は、コンピュータのシミュレーショ
ンを通じて得られた結果物である地下映像断面図に対す
る例示図である。

【００７３】図１２を参照して考察すると、第７１０行
目は地下映像に対する理想的な処理結果を表した地上映
像の断面図である。本断面図は優勢周期４．２ｍｓの零
位相波形(zero-phase wavelet)を反斜面に重畳(convolu
tion) した結果である。

【００７４】第７２０行目は、従来の通常的な地震波デ
ータ処理方法である共通反射点重合方法の結果を表した
地上映像の断面図である。本断面図は浅い地層境界面で
合成した反射面１と反射面２とは弛んだ波形の形態で表
れ、理想的な結果と比較した時、理想的な結果より垂直
解像度が低い。

【００７５】第７３０行目は、従来の最適オフセット処
理方法による結果を表した地下映像の断面図である。こ
の断面図では、反斜面等が実際の時間より遅延されて表
われることが分る。このような現状は、特に淺部反射面
で甚だしい。また、５４ｍｓ付近の空気波と８５ｍｓ付
近から明らかに表われるレイリー波の波形を確認するこ
とができる。

【００７６】第７４０行目は、本発明による速度情報を
利用しないで得られた結果を表した地下映像の断面図で
ある。本断面図では、反射面がよく認知されており、希
望しない反射面が表われる効果がなくなったことが分
る。しかし、理想的な結果と比較する時、ＮＭＯ補正を
行わなかった結果、反射面が適宜な元の時間帯に位置せ
ず、１．７ｍｓから４．５ｍｓまで程度の反射時間が増
加されたことが分る。

【００７７】第７５０行目は、本発明による速度情報を
用いて得られた結果を表した地上映像の断面図である。
本断面図では、ＮＭＯ補正結果、反射面が適宜な時間帯
に位置し、波形も理想的な結果と最も似ていることが分
る。

【００７８】図１３ないし図１７は、実際の測定を通じ
て得られた結果物である地下映像断面に対する例示図で
ある。

【００７９】このデータは韓国の慶尚北道慶州市と安康
邑との間の起伏が殆どない火田で取得された。陽山の断
層走向とほぼ直角をなす農路上に５５３ｍの測線を設
け、１９２ｍｓ収録時間の間０．２ｍｓサンプル度合で
合計１８０個のデータを取得した。発振部としては５ｋ
ｇハンマーを地面に設けたアルミニウム板に垂直に打撃
する方式を採択し、受信部は１００Ｈｚ高周波数用ジオ
ホン１２個を使用した。

【００８０】記録部としては米国Bison Instruments 社
のGeoPro 8012A 12 チャンネルディジタル地震波記録計
を利用し、１５０Ｈｚのアナログ(analog)高周波通過フ
ィルタを使用した。そして、取得したデータは通信用ソ
フトウェアを用いて９，６００ｂｐｓ速度のＲＳ−２３
２Ｃケーブルで現場でノートブックＰＣ(notebook comp
uter) に伝送保管した。

【００８１】図１３は、従来の通常的な地震波処理方法
である共通反射点重合方法による結果物である地下映像
断面図である。

【００８２】図１３を参照して具体的に考察すると、合
計１８０個の共発点データを同一共通反射点で取り集め
たものであるので、この断面でのトレース数は３７３個
である。層１は、最小７．８ｍから最大１２．６ｍまで
の厚さで存在する。Ｄｉｘ（１９９５）の区間速度計算
式を使用して求めた層１の区間速度は最低６４０ｍ／ｓ
から最高１０２０ｍ／ｓまでであり、計算された区間速
度からこの層は飽和された未固結堆積層と解釈される。
区間速度は断面の右側に行くことにつれて通常的に低減
される傾向を表し、隣接している地域の騒音分析データ
から認知される、比較的遅い速度の薄層は近距離オフセ
ットが６ｍである重合断面図上では大きい動作による弛
緩ミュトにより大部分除去され、表われない。

【００８３】層２は、４．７ｍから１２．０ｍまで程度
の厚さで存在し、区間速度にて判断したその層は飽和さ
れた未固結堆積層で、合計３個の区間に区分される。

【００８４】共通反射点１番から１９０番までで分類さ
れる第１の区間は、１６３８ｍ／ｓ程の平均区間速度と
平均６．９ｍ程の厚さで存在し、他の区間に比べて高い
区間速度の分布を表し、層１との区間速度差が他の区間
に比べて大きく求められるので、比較的目立っている
し、延長性が良好な反射面を表す。

【００８５】この未固結堆積層の厚さは、微小重力およ
び地磁気研究を通じてキムキヨン・イカンザらが計算し
た８．５ｍの磁気基盤岩の平均深さに似ている。区間速
度を考慮する時、各々の区間は、岩床の種類が同一でな
い飽和された未固結堆積層と解釈される。第２の区間
は、共通反射点１９０番から２５４番間に分類され、中
心から約９５ｍ程度に亙って存在し、１３４７ｍ／ｓ程
の平均区間速度と平均１０．３ｍ程度の厚さを有する。
この区間を切断する断層の延長性は認知されないが、層
１との境界面の延長性が他の区間に比べて良好でなく区
間下部の境界面から多数の断層等が発見されることによ
り、破砕台と推定され、断層作用による破砕度合が他の
区間より甚だしいことと解釈される。

【００８６】第３の区間は、共通反射点２５４番以後の
区間に該当され、平均区間速度は１１７０ｍ／ｓ、平均
厚さは、８．７ｍ程度であり、他の区間に比べて区間速
度が比較的低く求められる。層１と層２との間の反射面
の傾きは共通反射点２５４番から逐次低減し、回折波の
存在、反射面の断ち切れ、あるいは、喪失、重合速度の
不意な変化等の断層認知要因により認知した断層は、測
線に沿って合計１６個所が存在する。この区間では合計
６個所の断層が認知され、その中で、３個所程の断層等
が破砕帶と解釈される区間で発見される。これにより、
これらの断層の活動時期はあまり古くなかったことと解
釈され、大部分の断層等が７０度以上の高い傾斜を表
し、周辺の地質を参考する時、走向移動断層と判断され
る。

【００８７】また、破砕帶の音響基盤岩(acoustic base
ment) の上に存在する反射面は、リンギング(ringing)
現状が極めて甚だしい特性を表しているが，これは、未
固結堆積層と音響基盤岩との間の反射係数が大きいため
であると解釈される。

【００８８】層３は、最小１１．０ｍから最大１９．１
ｍまでの厚さで存在し、この層の区間速度は１４１８ｍ
／ｓから２１９１ｍ／ｓまで間の値を有する。層２と同
様に、共通反射点２１３番の付近の破砕帶を中心に左側
と右側の断面で区間別の層の区間速度差が大きく表わ
れ、左側の高い速度区間と右側の低い速度区間とに分け
ることができる。

【００８９】音響基盤岩の上部が風化されたことと解釈
されるこの層は、他の層に比べて重合速度範囲が広い特
徴を有する。共通反射点の約２００番付近まで観察され
てあった音響基盤岩と層３との間の反射面が右側に行く
ことにつれて表われない理由は、反射面が存在しないと
か、または、震源の強さの足りないによることと予想さ
れる。

【００９０】図１４、図１５および図１７の横軸は、図
１３のように、共通反射点でない震源を発生させた打撃
点、または、ジオホン受信点を意味し、以下の内容にお
いて，測点と名付けた。したがって、間隔が３ｍである
合計１８０個の測点のトレースを図示した。

【００９１】図１４は、図１５ないし図１７で説明す
る、断面図で測点６０番のトレースと対応する記録デー
タである。３つの反射面中、１番目の反射面はトレース
１番の２６ｍｓ付近に、２番目の反射面と３番目の反射
面とはトレース２番で３１ｍｓ付近と３８ｍｓ付近とに
各々表れることが分る。

【００９２】図１５は、従来の最適オフセット処理方法
による結果物である地下映像断面図である。

【００９３】図１５を参照して説明すると、図１５は、
共発点入力データの５番トレースのみを集めて得た地層
断面図である。測点６０番で約３５ｍｓに表われる１番
目の反射面と約４１ｍｓに表われる２番目の反射面を認
知することができ、約５５ｍｓに空気波が表われる。

【００９４】しかし、層がより深くなる１００番から１
１０番までの間、５０ｍｓから６０ｍｓまでの範囲のト
レース上で空気波と２番目の反射面の信号が互いに干渉
を起こして、正確な到達時刻を知らないようにする。入
力データで１番目、あるいは、２番目のトレース（比較
的小さいオフセットトレース）上の反射面到達時刻に比
べる時、わずかの時間遅延が生じたことが分る。測点６
０番と１２０番との間、７０ｍｓから１１０ｍｓまでの
時間区間の間では、強くレイリー波が到達したことを表
している。

【００９５】この方法で使用された５番トレースは、１
番目の反射面信号がきわめて微弱に記録されていて、こ
のトレースのみで図示した最適オフセット断面図では１
番目の反射面が認知されない。

【００９６】図１６は、本発明による速度情報を利用し
ないで得られた結果を表した地下映像の断面図である。

【００９７】図１６を参照して説明すると、まず、地層
断面で空気波やレイリー波の到達などにより表われる信
号／ノイズ(S/N) 比を低める要素等が消えた。また、最
適オフセット断面で認知し難い１番目の反射面の形態が
比較的よく見える（測点６０番で２９ｍｓの時間帯に表
われる信号）。２番目の反射面と３番目の反射面も同一
の測点で３５ｍｓと４１ｍｓの時間に各々存在する。し
かし、各々の反射面の信号は、最適オフセット断面と同
様に、実際の到達時刻より若干遅延されて表われること
が分る。

【００９８】図１７は、本発明による速度情報を用いて
得られた結果を表した地下映像断面図である。

【００９９】図１７を参照して説明すると、測点６０番
で約２６ｍｓ、３１ｍｓ、３８ｍｓに反射面等が表われ
ることを認知することができ、これらの到達時刻は実際
の反射面が存在する時間帯に殆ど正確に一致することを
認知することができる。ただし、測点９６番トレースは
現場データ取得の際、エラーにより両側のトレースと一
貫性を示さない。

【０１００】前述したように、本発明は速度情報を用い
なくとも、従来の方法に比べてはるかに正確な地下映像
断面を求めることができ、速度情報を用いる場合、殆ど
実際の断面と類似しているように地下映像断面を求める
ことができる。

【０１０１】本発明の他の実施の形態によると、本発明
によるプロセッサはメモリに格納されたもののように、
本発明の一実施形態により実施されるプロセッサを実行
することができるように設計された応用注文型集積回路
(ASIC)に具現されることができる。

【０１０２】前述した説明においては、本発明の好まし
い実施形態を参照して説明したが、当該技術分野で通常
の知識を有する者であれば前述した特許請求範囲に記載
された本発明の思想および領域から外れない範囲内で本
発明が多様に修正および変更できることを理解すること
ができるべきである。

【０１０３】

【発明の効果】本発明に係る地震波データ最適オフセッ
ト処理方法、処理システムおよび処理装置は、従来の通
常の処理方法である共通反射点重合方法が経らなければ
ならない１０余ステップの処理ステップと各ステップご
とに最適変数決定のための試験が不要で、処理時間が極
めて短い（既存に１週間以上所要されたが、数秒に解決
できる）という効果がある。

【０１０４】また、本発明はデータ処理の専門的知識な
しにも最後の地上映像断面図を容易に作成することがで
きるという効果も有する。

【０１０５】また、本発明は地下の速度分布に関する情
報なしに、従来の最適オフセット方法により求めた地質
断面より数等において実際に近い断面が得られる効果も
ある。

【０１０６】また、本発明は既存の調査費用中で、処理
過程の費用が不要で、調査費用が大幅低減できる効果も
ある。

【０１０７】このように、本発明は最近大規模土木、建
築、地下水、環境調査等で地下地質構造を精密に窮める
目的で、高分解能地震波反射法探査の適用事例が増加し
ており、併せて、最近３次元的な方法に重点を置いてい
る勢いを考慮する時、処理時間が短くて現場で直ちに最
終の結果が得られ、コスト低減が可能であり、あまり専
門知識が必要でないので、専門人力が殆どない業界で十
分活用することができ、ＰＣ級コンピュータのみでも速
やかに処理可能な本発明の特徴を考慮する時、今後の活
用への期待が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】地質構造を映像化するための装置の概略構成
図

【図２】データ取得装置を用いて基礎情報データを測
定する一実施形態の概略構成図

【図３】本発明に係る地震波データの時変最適オフセ
ット処理方法の手順を示すフローチャート

【図４】地震波信号および位置が定められたトレース
窓を示す例示図

【図５】地震波信号および位置が定められたトレース
窓の長さが時間、または、オフセットにより変えること
を示す例示図

【図６】ＮＭＯ補正過程を示すグラフ

【図７】本発明の時変最適オフセット処理方法を具現
するため、フォトラン(FORTRAN) を使用して具現した一
実施形態の一部を示す図

【図８】図７に続く部分図

【図９】図８に続く部分図

【図１０】図９に続く部分図

【図１１】図１０に続く部分図

【図１２】コンピュータのシミュレーション(simulat
ion)を通じて得られた結果物である地下映像断面に対す
る例示図

【図１３】従来の通常的な地震波処理方法である共通
反射点重合方法による結果物である地下映像断面図

【図１４】図１５ないし図１７で説明する断面図で測
点６０番トレースと対応する記録データ

【図１５】従来の最適オフセット処理方法による結果
物である地下映像断面図

【図１６】本発明に係る速度情報を用いなく得られた
結果を示す地下映像断面図

【図１７】本発明に係る速度情報を用いて得られた結
果を示す地下映像断面図

【符号の説明】

１００データ取得装置１１０発生部１２０受信部１３０記録部１５０データ処理装置１６０プロセッサ１７０ディスプレイ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 502327034 キム、キ−ヨウン大韓民国、200−946・カンウォン−ド、チュンチョン−シ、トイゲイ−ドン・916− ３、グリーン・タウン・エーピーティー・ 107−1101 (74)上記１名の代理人 100081282 弁理士中尾俊輔 (72)発明者キム、キ−ヨウン大韓民国、200−946・カンウォン−ド、チュンチョン−シ、トイゲイ−ドン・916− ３、グリーン・タウン・エーピーティー・ 107−1101

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反射法地震探査を用いて得られた地震波
データを処理する方法において、データ取得装置から取得した地震波データの基礎情報を
入力されるステップと、前記基礎情報により得られた地震波トレースの時間、ま
たは、オフセット（ｏｆfset) により窓(window)の位置
を決めるステップと、前記地震波トレース(trace) の中、前記窓内に含まれて
いるデータのみを水平重合するステップとを含むことを
特徴とする地震波データの時変最適オフセット処理方
法。
【請求項２】前記水平重合したデータを図示し、地下
映像断面図を作成するステップをさらに含むことを特徴
とする請求項１に記載の地震波データの時変最適オフセ
ット処理方法。
【請求項３】前記基礎情報は、震源／受信器の垂直お
よび水平位置、発震点間隔、受信器間隔、レコード長
さ、サンプル度合、空気波およびレイリー波の速度であ
ることを特徴とする請求項１に記載の地震波データの時
変最適オフセット処理方法。
【請求項４】前記窓は、空気波やレイリー波の中で、
速い波の速度を基準に、前記速い波の速度より一定時間
だけ速い部分であることを特徴とする請求項１に記載の
地震波データの時変最適オフセット処理方法。
【請求項５】前記地震波の速度情報を用いる場合に、
前記地震波の速度情報を用いていない場合より正確な情
報が得られることを特徴とする請求項１に記載の地震波
データの時変最適オフセット処理方法。
【請求項６】前記窓は、トレースの中で、有用な部分
のみを決める部分であって、窓の長さが時間、または、
オフセットにより変えられることを特徴とする請求項１
に記載の地震波データの時変最適オフセット処理方法。
【請求項７】前記窓の両側の縁部において、前記地震
波トレースの不意の断ち切れによる信号歪み現状を緩和
するため、前記窓の両側にテーパ(taper) を使用するこ
とを特徴とする請求項１に記載の地震波データの時変最
適オフセット処理方法。
【請求項８】プログラムが格納されているメモリと、前記メモリに結合され、前記プログラムを実行するプロ
セッサとを含み、かつ、前記プロセッサは前記プログラムによりデータ取得装置
から取得した地震波データの基礎情報を入力されるステ
ップと、前記基礎情報により得られた地震波トレースの時間、ま
たは、オフセット(offset)により窓（window) の位置を
決めるステップと、前記地震波トレース(trace) の中、前記窓内に含まれて
いるデータのみを水平重合するステップとを含むことを
特徴とする地震波データの時変最適オフセット処理シス
テム。
【請求項９】前記水平重合したデータを図示し、地下
映像断面図を作成するステップをさらに含むことを特徴
とする請求項８に記載の地震波データの時変最適オフセ
ット処理システム。
【請求項１０】前記基礎情報は、震源／受信器の垂直
および水平位置、発震点間隔、受信器間隔、レコード長
さ、サンプル度合、空気波およびレイリー波の速度であ
ることを特徴とする請求項８に記載の地震波データの時
変最適オフセット処理システム。
【請求項１１】前記窓は、空気波やレイリー波の中
で、速い波の速度を基準に、前記速い波の速度より一定
時間だけ速い部分であることを特徴とする請求項８に記
載の地震波データの時変最適オフセット処理システム。
【請求項１２】前記地震波の速度情報を用いる場合
に、前記地震波の速度情報を用いていない場合より正確
な情報が得られることを特徴とする請求項８に記載の地
震波データの時変最適オフセット処理システム。
【請求項１３】前記窓は、トレースの中で、有用な部
分だけを決める部分であって、窓の長さが時間、また
は、オフセットにより変えられることを特徴とする請求
項１２に記載の地震波データの時変最適オフセット処理
システム。
【請求項１４】前記窓の両側の縁部において、前記地
震波トレースの不意の断ち切れによる信号歪み現状を緩
和するため、前記窓の両側にテーパ(taper)を使用する
ことを特徴とする請求項８に記載の地震波データの時変
最適オフセット処理システム。
【請求項１５】前記プロセッサは、前記プロセッサが
実行できるように設計された応用注文形集積回路(ASIC)
で具現できることを特徴とする請求項８に記載の地震波
データの時変最適オフセット処理システム。
【請求項１６】地震波データの時変最適オフセット処
理方法を遂行するために、ディジタル処理装置により実
行できるコマンド語等のプログラムが有形的に具現され
ており、ディジタル処理装置により読込みすることがで
きるデータを収録する記録媒体において、前記地震波データの時変最適オフセット処理方法が、前記プログラムによりデータ取得装置から取得した地震
波データの基礎情報を入力されるステップと、前記基礎情報により得られた地震波トレースの時間、ま
たは、オフセット(offset)により窓(window)の位置を決
めるステップと、前記地震波トレース(trace) の中で、前記窓中に含ま
れたデータのみを水平重合するステップとを含むことを
特徴とする記録媒体。
【請求項１７】前記水平重合したデータを図示し、地
下映像断面を作成するステップをさらに含むことを特徴
とする請求項１６に記載の記録媒体。
【請求項１８】前記基礎情報は、震源／受信器の垂直
および水平位置、発震点間隔、受信器間隔、レコード長
さ、サンプル度合、空気波およびレイリー波の速度であ
ることを特徴とする請求項１６に記載の記録媒体。
【請求項１９】前記窓は、空気波やレイリー波の中
で、速い波の速度を基準に、前記速い波の速度より一定
時間だけ速い部分であることを特徴とする請求項１６記
載の記録媒体。
【請求項２０】前記地震波の速度情報を用いる場合
に、前記地震波の速度情報を用いていない場合より正確
な情報が得られることを特徴とする請求項１６に記載の
記録媒体。
【請求項２１】前記窓は、トレースの中で、有用な部
分だけを決める部分であって、窓の長さが時間、また
は、オフセットにより変えられることを特徴とする請求
項１６に記載の記録媒体。
【請求項２２】前記窓の両側の縁部において、前記地
震波トレースの不意の断ち切れによる信号歪み現状を緩
和するため、前記窓の両側にテーパ(taper)を使用する
ことを特徴とする請求項１６に記載の記録媒体。
【請求項２３】反射法を用いて得られた地震波データ
を処理する装置において、データ取得装置から取得した地震波データの基礎情報を
入力される手段と、前記基礎情報により得られた地震波
トレースの時間、または、オフセット(offset)により窓
(window)の位置を決めるステップと、前記地震波トレー
ス(trace) の中で、前記窓内に含まれているデータのみ
を水平重合するステップとを含むことを特徴とする地震
波データの時変最適オフセット処理装置。
【請求項２４】前記水平重合したデータを図示し、地
下映像断面図を作成する手段をさらに含むことを特徴と
する請求項２３に記載の地震波データの時変最適オフセ
ット処理装置。
【請求項２５】前記基礎情報は、震源／受信器の垂直
および水平位置、発震点間隔、受信器間隔、レコード長
さ、サンプル度合、空気波およびレイリー波の速度であ
ることを特徴とする請求項２３に記載の地震波データの
時変最適オフセット処理装置。
【請求項２６】前記窓は、空気波やレイリー波の中
で、速い波の速度を基準に、前記速い波の速度より一定
時間だけ速い部分であることを特徴とする請求項２３に
記載の地震波データの時変最適オフセット処理装置。
【請求項２７】前記地震波の速度情報を用いる場合、
前記地震波の速度情報を用いていない場合より正確な情
報が得られることを特徴とする請求項２３に記載の地震
波データの時変最適オフセット処理装置。
【請求項２８】前記窓は、トレースの中で、有用な部
分だけを決める部分であって、窓の長さが時間、また
は、オフセットにより変えられることを特徴とする請求
項２３に記載の地震波データの時変最適オフセット処理
装置。
【請求項２９】前記窓の両側の縁部において、前記地
震波トレースの不意の断ち切れによる信号歪み現状を緩
和するため、前記窓の両側にテーパ(taper)を使用する
ことを特徴とする請求項２３に記載の地震波データの時
変最適オフセット処理装置。