基于奇异谱分析和双向LSTM的多元负荷同时预测

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作者 刘永福 张天颖 +1 位作者 霍殿阳 张立梅 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第19期8099-8107,共9页

开展多元负荷的准确预测对提高新能源消纳、实现节能减排、确保电网安全可靠运行具有重要意义。为了提高多元负荷同时预测的精度,构建了奇异谱分析与双向长短期记忆网络相结合的多元负荷同时预测模型。首先,利用皮尔逊相关系数进行耦合... 开展多元负荷的准确预测对提高新能源消纳、实现节能减排、确保电网安全可靠运行具有重要意义。为了提高多元负荷同时预测的精度,构建了奇异谱分析与双向长短期记忆网络相结合的多元负荷同时预测模型。首先,利用皮尔逊相关系数进行耦合特征提取,以识别多元负荷数据中的内在关联和依赖关系;其次,使用奇异谱分析进行特征提取,以便更全面地捕捉多元负荷数据的动态特性,降低预测难度。最后,针对所提模型引入多任务学习,利用多个负荷预测任务之间的共享信息,相互辅助进行预测,提升预测精度。实验分别通过多区域多元负荷和柔性负荷及风光发电数据进行仿真分析,结果表明,在多区域中电、热、冷负荷预测平均绝对百分比误差平均提高0.41%,均方根误差平均提高0.02 MW。 展开更多

关键词 多元负荷同时预测 奇异谱分析 双向长短期记忆网络 多任务学习模型 皮尔逊相关系数

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基于改进时域卷积网络与多头自注意力机制的间歇过程质量预测模型

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作者 赵小强 柳勇勇 +1 位作者 惠永永 刘凯 《计算机应用》 北大核心 2025年第7期2245-2252,共8页

为提高时域卷积网络(TCN)在批量大小变化时的训练稳定性,并解决间歇过程质量预测在捕捉长期依赖性和全局关联性上存在不足而导致的预测准确度不高的问题,提出一种基于批量组规范化(BGN)和Mish激活函数改进残差结构的TCN(BMTCN)与多头自... 为提高时域卷积网络(TCN)在批量大小变化时的训练稳定性,并解决间歇过程质量预测在捕捉长期依赖性和全局关联性上存在不足而导致的预测准确度不高的问题,提出一种基于批量组规范化(BGN)和Mish激活函数改进残差结构的TCN(BMTCN)与多头自注意力机制(MHSA)的间歇过程质量预测模型(BMTCN-MHSA)。首先,将间歇过程的三维数据展开为二维矩阵形式,并对数据进行归一化处理,再引入奇异谱分析法(SSA)分解重构数据;其次,在时域卷积的残差部分融入BGN以降低网络模型在批量大小变化时的敏感度,引入Mish激活函数以提高模型的泛化能力,并利用多头自注意力机制对序列中不同位置的特征信息进行关联和权重分配,从而进一步提取序列中的关键特征信息和相互依赖关系,进而更好地捕捉间歇过程的动态特征;最后,使用青霉素仿真实验数据进行实验验证。实验结果表明,相较于TCN模型,BMTCN-MHSA模型的平均绝对误差(MAE)降低了56.86%,均方误差(MSE)降低了48.80%,而决定系数(R2)达到了99.48%,这表明BMTCN-MHSA模型提高了间歇过程质量预测的准确性。 展开更多

关键词 间歇过程 质量预测 奇异谱分析法 时域卷积网络 多头自注意力机制

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顾及信号振荡特征的慢滑移信息时空提取

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作者 侯争 郭增长 杜久升 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期44-54,共11页

针对传统滤波和固定函数拟合等方法探测慢滑移信号时易产生信息误剔除或伪信号提取等问题,提出一种基于信号振荡特征的慢滑移时空信息探测方法:利用多通道奇异谱分析分解坐标序列;然后根据慢滑移位移特征确定信号的起止时间;最后基于信... 针对传统滤波和固定函数拟合等方法探测慢滑移信号时易产生信息误剔除或伪信号提取等问题,提出一种基于信号振荡特征的慢滑移时空信息探测方法:利用多通道奇异谱分析分解坐标序列;然后根据慢滑移位移特征确定信号的起止时间;最后基于信号的振荡方向和振幅归一化明确空间响应方向和强度。仿真结果表明,相较于主成分分析和独立成分分析,该方法在探测慢滑移起止时间、空间响应方向和强度等方面优势明显:实际应用中,利用该方法成功探测出新西兰马纳瓦图的慢滑移事件,测站WANG和PNUI连线两侧的空间响应方向相反,强度大,地震危险性高;而独立成分分析和主成分分析探测到的空间响应可能受到共模误差影响,时间响应也无法明确慢滑移起止时间。 展开更多

关键词 多通道奇异谱分析 慢滑移 独立成分分析 谱指数 全球定位系统(GPS)

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基于Cook距离的阻尼多道奇异谱分析分离绕射波 被引量：4

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作者 霍伟光 曹静杰 +3 位作者 陈雪 赵惊涛 赵石峰 蔡志成 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期771-781,共11页

地震绕射是提升小尺度不规则地质体成像横向分辨率的重要手段。常规地震记录中的绕射波会被能量强的反射波掩盖,因此需要分离出绕射波并成像。阻尼多道奇异谱分析是一种秩约束类的去噪方法,其原理为地震数据经过Hankel变换后做奇异值分... 地震绕射是提升小尺度不规则地质体成像横向分辨率的重要手段。常规地震记录中的绕射波会被能量强的反射波掩盖,因此需要分离出绕射波并成像。阻尼多道奇异谱分析是一种秩约束类的去噪方法,其原理为地震数据经过Hankel变换后做奇异值分解,反射波和绕射波分别对应着数值较大和较小的奇异值。然而该算法依赖人工确定反射波场的秩,不适用于海量地震数据处理。为了克服人工选择奇异值的问题,提出使用Cook距离作为自动计算反射波场秩的解决方案。将Cook距离和阻尼多道奇异谱分析算法相结合以实现反射和绕射波分离。模拟共炮检距道集和叠后实际数据实验表明,该方法能够有效获得高质量绕射波场。 展开更多

关键词 绕射波 分离 秩约束 阻尼多道奇异谱分析 COOK距离

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基于多通道奇异谱分析的GNSS坐标时间序列共模误差的提取 被引量：21

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作者 周茂盛 郭金运 +2 位作者 沈毅 孔巧丽 袁佳佳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4383-4395,共13页

共模误差是区域连续GNSS网中存在的一种与时空相关的主要误差源.为了有效的剔除共模误差,提高坐标时间序列的精度,本文提出了利用多通道奇异谱分析(Multi-channel Singular Spectrum Analysis,MSSA)提取共模误差的新思路,并利用实验区... 共模误差是区域连续GNSS网中存在的一种与时空相关的主要误差源.为了有效的剔除共模误差,提高坐标时间序列的精度,本文提出了利用多通道奇异谱分析(Multi-channel Singular Spectrum Analysis,MSSA)提取共模误差的新思路,并利用实验区域18个测站9年(2002年到2010年)的GPS坐标时间序列进行实验,分析了共模误差对时间序列的影响和测站噪声特性的影响,并对共模误差序列进行周期探测,结果显示:通过MSSA能够有效的剔除共模误差,提高坐标时间序列的精度. 展开更多

关键词 GNSS 坐标时间序列 多通道奇异谱分析 共模误差 噪声

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多分辨率奇异谱熵及其在振动信号监测中的应用研究 被引量：8

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作者 谢平 刘彬 +1 位作者 林洪彬 王霄 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第4期547-550,共4页

在信息熵模型的基础上 ,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合 ,提出了多分辨率奇异谱熵及其算法 ,该指标能够表征不同尺度上信号能量分布的奇异状况。进一步 ,针对奇异谱分析是基于信号二阶平稳的假设 ,本文提出了基于高阶累积量的高阶... 在信息熵模型的基础上 ,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合 ,提出了多分辨率奇异谱熵及其算法 ,该指标能够表征不同尺度上信号能量分布的奇异状况。进一步 ,针对奇异谱分析是基于信号二阶平稳的假设 ,本文提出了基于高阶累积量的高阶多分辨率奇异谱熵 ,它能够充分体现信号的内在信息 ,提高了信号形式变化的适应性和对于嵌入维数变化的稳定性。通过对机械振动信号的仿真分析 ,该信息熵能够作为设备运行状态识别的有效依据。 展开更多

关键词 信息熵 奇异谱分析 多分辨率奇异谱熵 高阶累积量

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发展中的电弧等离子体温度场诊断技术 被引量：7

7

作者 王中辉 蒋力培 +1 位作者 齐铂金 焦向东 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期654-657,共4页

综述了几种电弧等离子体温度场的诊断技术,阐述了光谱多线解析法、多通道辐射高温计法、散斑照相法的测量原理和光路设计,分析比较了光谱多线解析法、多通道辐射高温计法、散斑照相法等方法的优缺点.提出了发展测量方法稳定可靠,测量精... 综述了几种电弧等离子体温度场的诊断技术,阐述了光谱多线解析法、多通道辐射高温计法、散斑照相法的测量原理和光路设计,分析比较了光谱多线解析法、多通道辐射高温计法、散斑照相法等方法的优缺点.提出了发展测量方法稳定可靠,测量精度高,实现电弧燃烧的实时、在线测量技术的必要性. 展开更多

关键词 电弧等离子体 诊断 光谱多线解析法 多通道辐射高温计法 散斑照相法

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超声多普勒流量信号的多声道互相关检测方法 被引量：7

8

作者 史风栋 张宏伟 +1 位作者 苏焕鑫 袁志 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1334-1339,共6页

针对低流速下的液体超声多普勒流量信号微弱杂乱、难以测量的问题,提出一种使用多个接收通道采集数据、进行多重互相关运算的处理方法,可以在不改变有用信号特征的前提下滤除噪声干扰,提取有用信号。首先利用FFT谱分析方法测得当前信号... 针对低流速下的液体超声多普勒流量信号微弱杂乱、难以测量的问题,提出一种使用多个接收通道采集数据、进行多重互相关运算的处理方法,可以在不改变有用信号特征的前提下滤除噪声干扰,提取有用信号。首先利用FFT谱分析方法测得当前信号的频率范围,然后以合适的时间间隔在多个通道上同时进行数据采集,最后采用多重互相关的方法对数据处理提升信号的信噪比,达到弱信号提取的目的。经仿真和实验验证:在多通道上采集超声多普勒流量信号,使用多重互相关函数的数据处理方法能有效地提高弱强度信号在强背景噪声中的信噪比,对提升和改进超声波多普勒流量计的性能有良好效果,有效扩展测量下限。 展开更多

关键词 多声道超声波流量计 多普勒效应 多重互相关 FFT谱分析

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基于奇异谱分析-模糊信息粒化和极限学习机的风速多步区间预测 被引量：18

9

作者 殷豪 曾云 +1 位作者 孟安波 杨跞 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1467-1474,共8页

不同于风速点预测,风速区间预测能描述风速的随机性。因此,提出一种基于奇异谱分析-模糊信息粒化和极限学习机组成的风速多步区间预测模型。该方法采用奇异谱分析提取原始数据的趋势成分、振荡成分和噪声成分,并对所有分量进行重构,然... 不同于风速点预测,风速区间预测能描述风速的随机性。因此,提出一种基于奇异谱分析-模糊信息粒化和极限学习机组成的风速多步区间预测模型。该方法采用奇异谱分析提取原始数据的趋势成分、振荡成分和噪声成分,并对所有分量进行重构,然后利用模糊信息粒化对重构后的噪声成分进行有效挖掘,提取每个窗口最小值、平均值和最大值。对各分量采用极限学习机分别建立预测模型,为了提高预测精度、缩小区间范围,采用改进布谷鸟算法对预测模型的参数进行优化。最后将所有分量的预测结果进行叠加,实现风速区间预测。以风电场实际数据为算例,结果表明所提方法具有较高的预测精度和可靠的多步区间预测,且运行效率高,能有效跟踪风速变化。 展开更多

关键词 多步区间预测 风速点预测 奇异谱分析-模糊信息粒化 极限学习机 改进布谷鸟算法

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基于通用设备和专用程序的软X信号数据采集处理技术 被引量：1

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作者 廖敏 杨进蔚 +4 位作者 陈燎原 李永革 罗萃文 潘卫 宋先瑛 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期260-263,共4页

采用了通用高速A/D采集器采集信号数据,用软件的方法开发出了具备多道能谱脉冲识别和计数分析能力的软件。用此软件实现了每次托卡马克放电后,在较短的时间内从庞大的原始采集数据中提取出能谱脉冲数据,计算和显示能谱图,这为下一步测... 采用了通用高速A/D采集器采集信号数据,用软件的方法开发出了具备多道能谱脉冲识别和计数分析能力的软件。用此软件实现了每次托卡马克放电后,在较短的时间内从庞大的原始采集数据中提取出能谱脉冲数据,计算和显示能谱图,这为下一步测量电子温度打下了基础,并同时实现了数据共享。 展开更多

关键词 数据采集 软X射线能谱 多道能谱分析 WINDOWS服务 ADO.NET

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队列缓存技术在虚拟多道脉冲幅度分析中的应用 被引量：2

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作者 叶全意 乐仁昌 +2 位作者 蔡思静 何志杰 洪锦泉 《现代电子技术》 2008年第16期172-173,179,共3页

介绍一种在LabVIEW平台下开发虚拟伽玛能谱仪中的实现方案中,为解决数据采集与计算机的脉冲幅度分析之间的运行速度不协调,利用LabVIEW中的队列缓存Queue技术,使核脉冲数据的采集和虚拟多道脉冲幅度分析之间能够达到协调运行,而不会发... 介绍一种在LabVIEW平台下开发虚拟伽玛能谱仪中的实现方案中,为解决数据采集与计算机的脉冲幅度分析之间的运行速度不协调,利用LabVIEW中的队列缓存Queue技术,使核脉冲数据的采集和虚拟多道脉冲幅度分析之间能够达到协调运行,而不会发生丢失数据的现象。此方案体现出一定的优势。 展开更多

关键词 Queue技术 LABVIEW 伽玛能谱仪 多道脉冲幅度分析

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f-x域经验模式分解与多道奇异谱分析相结合去除随机噪声 被引量：18

12

作者 刘婷婷 陈阳康 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期67-75,共9页

近年来,经验模式分解法(EMD)因其处理非稳态地震信号的能力和易于实现而备受关注。总结了EMD在地震去噪中的应用情况,提出了一种基于f-x域EMD和多道奇异谱分析(MSSA)相结合的去噪新方法。该方法不同于f-x域EMD分别与f-x域预测滤波、小... 近年来,经验模式分解法(EMD)因其处理非稳态地震信号的能力和易于实现而备受关注。总结了EMD在地震去噪中的应用情况,提出了一种基于f-x域EMD和多道奇异谱分析(MSSA)相结合的去噪新方法。该方法不同于f-x域EMD分别与f-x域预测滤波、小波阈值、曲波变换等相结合的各种去噪方法,它可以得到比f-x域MSSA更高的信噪比并能预测f-x域EMD中损失掉的线性能量。该方法的实现过程为:首先,对地震剖面应用f-x域EMD,保留所有相对水平的同相轴,这样在噪声剖面中留下很少的倾斜信号和随机噪声,然后在差异剖面中应用f-x域MSSA恢复倾斜信号,最后将水平信号和倾斜信号相加得到去噪剖面。理论测试和实际数据的处理结果验证了该方法的优越性。 展开更多

关键词 去除随机噪声 经验模式分解法 多道奇异谱分析法 F-X域 恢复倾斜同相轴

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一种新型煤灰分测量装置

13

作者 吴志芳 王立强 +2 位作者 刘俊 周立业 高宝增 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期33-36,共4页

设计了一种新的煤灰分测量装置，采用高速微机多道数据采集系统和各种高效算法进行谱数据平滑、寻峰、求峰面积及计数率校正， 分析了各种因素对测量系统造成的影响及解决方法。

关键词 多道分析 能谱 γ射莼 煤 灰分测量装置

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基于多尺度奇异谱分析的转子碰磨诊断的数值仿真

14

作者 李如强 陈进 刘元峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期955-959,共5页

针对从系统时间响应谱分析的角度研究转子碰磨故障的识别和诊断问题,提出了一种新的基于多尺度奇异谱分析的故障诊断方法.该方法首先建立转子碰磨模型,并用龙格-库塔法求解碰磨转子的运动方程得到碰磨转子的时间响应;其次构造了一种简... 针对从系统时间响应谱分析的角度研究转子碰磨故障的识别和诊断问题,提出了一种新的基于多尺度奇异谱分析的故障诊断方法.该方法首先建立转子碰磨模型,并用龙格-库塔法求解碰磨转子的运动方程得到碰磨转子的时间响应;其次构造了一种简单的多尺度奇异谱分析方法,用不同尺度下的各阶经验正交函数作为分析函数;最后用提出的多尺度奇异谱分析方法分析了碰磨转子和正常转子的时间响应信号.数值仿真结果表明,具有数据自适应的分析函数能够捕获信号的不同特征,通过比较不同阶次的分析函数分析的结果,可以有效地对转子碰磨进行识别和诊断. 展开更多

关键词 转子 碰磨 故障诊断 多尺度奇异谱分析 数值仿真

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基于SSA和BSS的单通道盲信号分离算法 被引量：3

15

作者 于宁宇 马红光 +1 位作者 姜勤波 石磊 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期61-68,共8页

针对空间侦察中单通道宽带接收机截获到多个独立辐射源信号时的盲源分离问题,提出了一种新的单通道盲信号分离算法。该算法首先利用奇异谱分析(SSA)构建伪阵列信号,进而采用盲源分离算法(BSS)实现信号分离。仿真试验表明:该算法可以有... 针对空间侦察中单通道宽带接收机截获到多个独立辐射源信号时的盲源分离问题,提出了一种新的单通道盲信号分离算法。该算法首先利用奇异谱分析(SSA)构建伪阵列信号,进而采用盲源分离算法(BSS)实现信号分离。仿真试验表明:该算法可以有效地分离空间侦察中的几种常用信号,对单频信号和线性调频信号构成的单通道信号,在信噪比大于6dB时,分离前后信号的相似系数大于0.9;对不同的相移键控信号构成的单通道信号,在信噪比大于4dB时,误码率小于0.01。 展开更多

关键词 信号处理 奇异谱分析 单通道盲信号分离 空间电子侦察

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基于广义形态滤波和MRSVD的故障诊断方法研究 被引量：3

16

作者 黄刚劲 范玉刚 +1 位作者 冯早 刘英杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第3期217-221,共5页

为了从复杂工况下获取滚动轴承故障信息,提出了一种基于广义形态滤波和多分辨奇异值分解(MultiResolution Singular Value Decomposition,MRSVD)相结合的方法。首先利用广义形态学滤波方法对振动信号进行降噪预处理;然后利用MRSVD对降... 为了从复杂工况下获取滚动轴承故障信息,提出了一种基于广义形态滤波和多分辨奇异值分解(MultiResolution Singular Value Decomposition,MRSVD)相结合的方法。首先利用广义形态学滤波方法对振动信号进行降噪预处理;然后利用MRSVD对降噪后的振动信号进行分解;最后通过峭度准则选取故障特征最丰富的细节信号,并对其进行Hilbert包络谱分析。将提出的方法应用于滚动轴承的故障检测,实验结果表明该方法能清晰地提取故障特征信息。 展开更多

关键词 广义形态滤波 多分辨奇异值分解(MRSVD) Hilbert包络谱分析 故障诊断

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一种基于多层迭代奇异谱分析的信号分解方法 被引量：2

17

作者 魏玉淼 张志利 +1 位作者 李洪光 李述清 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1818-1824,共7页

针对复杂信号中相邻频率成分的分解问题,研究了一种基于多层迭代结构的奇异谱分析方法。通过频带细分和迭代筛选,对传统的奇异谱分析进行改进,设计出一种具有多层迭代结构的高精度分解算法,解决了原方法自适应分解能力不足、单次分解效... 针对复杂信号中相邻频率成分的分解问题,研究了一种基于多层迭代结构的奇异谱分析方法。通过频带细分和迭代筛选,对传统的奇异谱分析进行改进,设计出一种具有多层迭代结构的高精度分解算法,解决了原方法自适应分解能力不足、单次分解效果不佳的问题。仿真结果表明,改进方法的信号自适应分解能力得到了有效增强,能够准确地从频差/中心频率为0.2%的多模态振动信号中提取出各分量,且与理论值一致性好,波形失真度小,证明了其有效性。 展开更多

关键词 奇异谱分析 多层迭代 自适应分解 多模态振动

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基于多道奇异谱分析的三维地震数据规则化方法 被引量：12

18

作者 魏小强 雷秀丽 马庆珍 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期846-851,817,共6页

针对野外采集地震数据的非规则性,本文基于多道奇异谱分析(MSSA),推导了三维地震数据规则化方法相关公式,实现了对非规则地震数据缺失道的重建及对三维地震数据进行道加密处理。对模型数据和实际地震资料的处理结果表明:基于MSSA的三维... 针对野外采集地震数据的非规则性,本文基于多道奇异谱分析(MSSA),推导了三维地震数据规则化方法相关公式,实现了对非规则地震数据缺失道的重建及对三维地震数据进行道加密处理。对模型数据和实际地震资料的处理结果表明:基于MSSA的三维地震数据规则化方法能有效地对三维模型数据及实际资料进行规则化处理,并具有较好的适用性和稳定性。 展开更多

关键词 地震数据规则化 多道奇异谱分析 随机奇异值分解 HANKEL矩阵 降秩 频率域

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一种自动判定保留的奇异值个数的地震随机噪声压制算法 被引量：7

19

作者 朱跃飞 曹静杰 殷晗钧 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期570-581,I0003,I0004,共14页

对于地震数据去噪来说,基于降秩的方法需要将地震数据分成不同的块,然而每个块对应的奇异值个数不同,目前需要人工估计每个块的有效奇异值个数,计算效率低,无法实现产业化。为此,提出一种自动判定保留的奇异值个数的地震随机噪声压制算... 对于地震数据去噪来说,基于降秩的方法需要将地震数据分成不同的块,然而每个块对应的奇异值个数不同,目前需要人工估计每个块的有效奇异值个数,计算效率低,无法实现产业化。为此,提出一种自动判定保留的奇异值个数的地震随机噪声压制算法——自适应阻尼多道奇异谱分析(ADMSSA)算法。该方法利用Akaike信息准则自动地确定地震信号的奇异值个数,然后基于阻尼多道奇异谱分析(DMSSA)算法去噪。首先介绍了多道奇异谱分析(MSSA)方法的去噪原理,然后给出确定有效奇异值个数的Akaike信息准则和经验方法,经验方法可以验证Akaike信息准则的有效性。去噪过程采用DMSSA方法的框架,在ADMSSA算法中仅需要确定信号的主频范围,就可以自动地去噪。模拟和实际数据实验表明,所提方法能够自动地确定可靠的奇异值个数,并且获得高信噪比的去噪结果,在工业化应用中具有巨大潜力。 展开更多

关键词 多道奇异谱分析 Akaike信息准则 地震数据 去噪 奇异值个数 块Hankel矩阵

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基于层次聚类多道奇异谱分析的地震数据同时重建与去噪方法 被引量：4

20

作者 曹静杰 许昌昊 朱跃飞 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期818-829,共12页

高信噪比、高保真度和高分辨率地震数据是获得地下结构清晰成像的前提。在地震数据采集过程中,不利地形、坏道等因素造成地震数据不满足采样定理,需重建以获得完备的地震数据。多道奇异谱分析法是一种常用的地震数据重建与去噪方法,其... 高信噪比、高保真度和高分辨率地震数据是获得地下结构清晰成像的前提。在地震数据采集过程中,不利地形、坏道等因素造成地震数据不满足采样定理,需重建以获得完备的地震数据。多道奇异谱分析法是一种常用的地震数据重建与去噪方法,其关键是对划分的每个数据块确定有效奇异值个数。该参数需根据不同的数据特征判定,但目前的人工选择方法需花费大量人力和计算资源。针对每个数据块,基于频率域多道奇异谱分析框架,分析奇异值的离散点曲线和谱的规律,提出层次聚类法自动识别有效信号对应的奇异值个数,提高地震数据去噪效果和重建质量。对经过块Hankel矩阵奇异值分解得到的奇异值序列,采用层次聚类法进行聚类,得到各频率的有效奇异值个数;再对有效频率内求取的奇异值个数求最大,获得数据块的有效奇异值个数;在阻尼多道奇异谱分析同时重建和去噪的框架下,进而提出一种改进的多道奇异谱分析(MSSA)方法以实现地震数据的同时重建和去噪。对模拟地震数据与实际地震资料进行测试,结果表明基于层次聚类的多道奇异谱分析法在同时重建和去噪方面具有优越性,能避免人工选择有效的奇异值个数,减小地震数据处理工作量,对大规模地震数据的重建与去噪具有现实意义。 展开更多

关键词 多道奇异谱分析 重建 去噪 层次聚类 奇异值分析

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