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基于迭代最小化稀疏学习的三维地震数据重建 被引量:2

3Dseismic data reconstruction based on sparse learning via iterative minimization
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摘要 受采集技术、现场环境及经济成本等因素的影响,地震勘探中采集的原始数据往往存在缺炮或缺道等现象,这种数据的不完整性对后续数据处理和成像会造成不良影响,故必须重建此类缺失数据。为此,提出基于迭代最小化稀疏学习(Sparse Learning via Iterative Minimization,SLIM)的方法,主要利用三维地震数据频率切片的二维谐波结构特性,对三维随机缺失地震数据进行重建。即先对三维地震数据沿时间轴方向做傅里叶变换,再利用循环最小化算法(Cyclic Minimization,CM)对频率切片的二维谐波谱进行迭代求解,最后对谱估计做傅里叶逆变换而重构缺失数据。此外,采用共轭梯度最小二乘法实现数据重建过程中的求逆运算,以缩短数据重建时间。试验结果表明:所采用的基于频率切片的SLIM方法对合成和实际三维地震数据均取得了较好的重建效果;该方法的重建性能优于基于频率切片的Hankel矩阵降秩的多道奇异谱分析方法(Multi-channel Singular Spectrum Analysis,MSSA)。 In seismic exploration,affected by the factors such as acquisition environment,technology and cost,some shots or traces can be missing in field data.The incompleteness of seismic data will have adverse effect on later seismic data processing and imaging,thus the reconstruction of these missing data is essential.In this paper,a sparse learning via iterative minimization(SLIM)method was proposed to reconstruct random missing 3D seismic data.It reconstructs 3D missing seismic data based on the 2 D harmonic structure of frequency slice.Firstly,apply Fourier transform to 3D seismic data along time direction.Secondly,use cyclic minimization(CM)algorithm to solve the 2 D harmonic spectrum of frequency slice iteratively.Finally,ap-ply inverse Fourier transform to the estimated spectrum,and thus reconstruct the missing data.Besides,conjugate gradient least squares(CGLS)is applied to calculate the inverse in data reconstruction,in order to speed up the reconstruction.Test results indicate that the proposed SLIM method achieved good performance on both synthetic and real 3D seismic data,and it performed better than multi-channel singular spectrum analysis(MSSA)method using singular Hankel matrix based on frequency slice.
作者 代志刚 刘智慧 王锦妍 DAI Zhigang;LIU Zhihui;WANG Jinyan(School of Mathematics and Physics,China Universityof Geosciences(Wuhan),Wuhan,Hubei 430074,China)
出处 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期36-45,5,共11页 Oil Geophysical Prospecting
基金 国家自然科学基金项目“对称密码抗统计攻击的精确安全界”(61702212) 湖北省教育厅科学技术研究项目“基于原子范数地震信号插值的研究”(B2018541)联合资助.
关键词 三维地震数据重建 循环最小化 谱估计 共轭梯度最小二乘法 3D seismic data reconstruction cyclic minimization spectrum estimation conjugate gradient least squares
作者简介 刘智慧,湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号中国地质大学(武汉)数学与物理学院,430074。Email:zhhliu@cug.edu.cn;代志刚,硕士研究生,1995年生,2017年获武汉科技大学数学专业学士学位;目前在中国地质大学(武汉)数学与物理学院攻读数学专业硕士学位,主要研究方向为地震数据处理。
  • 相关文献

参考文献5

二级参考文献73

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共引文献65

同被引文献17

引证文献2

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