技术领域
[0001] 本
发明涉及全波形反演技术领域，尤指一种全波形反演中分时窗提取数据的方法及装置。
背景技术
[0002] 全波形反演技术是定量
地震成像的前沿性技术之一，该技术为高
精度地震成像提供了可靠的速度模型。
[0003] 由于近地表环境的影响，陆上采集数据往往受到低频噪声面波的影响。面波在地震炮集上的形态为一个以炮点为中心点的扇形区域。这部分数据在地震预处理阶段通过滤波的方法进行消除。当面波
能量很大，而且引起次生强噪声的时候，常规的处理方法不能有效去除该区域的噪声，提高
信噪比，因此往往导致全波形反演很难收敛。另外，由于地震炮集中初至波与反射波能量级别不一样，全波形反演中往往把早至波与反射波分开来进行操作。
发明内容
[0004] 为了解决上述问题，本发明
实施例提供一种全波形反演中分时窗提取数据的方法，所述方法包括：
[0005] 获取地震数据及预设速度模型，利用
声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0006] 利用初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达
检波器的时间；
[0007] 利用所述初至时间，确定第一
时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0008] 利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0009] 根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0010] 可选的，在本发明一实施例中，所述利用所述初至时间，分别确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值包括：估算初至波的最大周期以及面波的最大周期；利用所述初至时间、初至波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值；利用所述初至时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定及第二时间窗口下限值。
[0011] 可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数包括：根据所述第一时间窗口上限值、第一时间窗口下限值及初至波的最大周期，确定所述第一时窗函数。
[0012] 可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数包括：根据所述第二时间窗口上限值、第二时间窗口下限值、初至波的最大周期以及面波的最大周期，确定所述第二时窗函数。
[0013] 可选的，在本发明一实施例中，所述利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值包括：估算面波的最大周期，利用所述面波到达检波器的时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第三时间窗口上限值。
[0014] 可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数包括：根据所述第三时间窗口上限值及面波的最大周期，确定第三时窗函数。
[0015] 可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体包括：分别将所述第一时窗函数、第二时窗函数及第三时窗函数与所述地震数据相乘，得到对应的数据子体。
[0016] 本发明实施例还提供一种全波形反演中分时窗提取数据的装置，所述装置包括：
[0017] 正演模拟模
块，用于获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0018] 时间确定模块，用于根据初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0019] 第一及第二时窗函数模块，用于利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0020] 第三时窗函数模块，用于利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0021] 数据子
体模块，用于根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0022] 可选的，在本发明一实施例中，所述第一及第二时窗函数模块包括：周期估算单元，用于估算初至波的最大周期以及面波的最大周期；第一确定单元，用于利用所述初至时间、初至波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值；第二确定单元，用于利用所述初至时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定及第二时间窗口下限值。
[0023] 可选的，在本发明一实施例中，所述第一及第二时窗函数模块还包括：第一时窗函数单元，用于根据所述第一时间窗口上限值、第一时间窗口下限值及初至波的最大周期，确定所述第一时窗函数。
[0024] 可选的，在本发明一实施例中，所述第一及第二时窗函数模块还包括：第二时窗函数单元，用于根据所述第二时间窗口上限值、第二时间窗口下限值、初至波的最大周期以及面波的最大周期，确定所述第二时窗函数。
[0025] 可选的，在本发明一实施例中，所述第三时窗函数模块包括：第三确定单元，用于估算面波的最大周期，利用所述面波到达检波器的时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第三时间窗口上限值。
[0026] 可选的，在本发明一实施例中，所述第三时窗函数模块还包括：第三时窗函数单元，用于根据所述第三时间窗口上限值及面波的最大周期，确定第三时窗函数。
[0027] 可选的，在本发明一实施例中，所述数据子体模块包括：数据子体单元，用于分别将所述第一时窗函数、第二时窗函数及第三时窗函数与所述地震数据相乘，得到对应的数据子体。
[0028] 本发明实施例还提供一种计算机设备，包括
存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的
计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0029] 获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0030] 根据初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0031] 利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0032] 利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0033] 根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0034] 本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0035] 获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0036] 根据初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0037] 利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0038] 利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0039] 根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0040] 本发明利用三个时间窗对地震炮集分时窗提取有效数据，有效去除噪声，提高信噪比，为全波形反演提供高信噪比数据。
附图说明
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042] 图1为本发明实施例一种全波形反演中分时窗提取数据的方法的
流程图；
[0043] 图2为本发明一具体实施例中全波形反演中分时窗提取数据方法的流程图；
[0044] 图3A-图3C为本发明实施例中时窗函数示意图；
[0045] 图4A-图4C为本发明实施例中三个时窗分离地震炮集数据示意图；
[0046] 图5为本发明实施例一种全波形反演中分时窗提取数据的装置的结构示意图。
具体实施方式
[0047] 本发明实施例提供一种全波形反演中分时窗提取数据的方法及装置。
[0048] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049] 如图1所示为本发明实施例一种全波形反演中分时窗提取数据的方法的流程图，图中所示方法包括：
[0050] 步骤S1，获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0051] 步骤S2，利用初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0052] 步骤S3，利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0053] 步骤S4，利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0054] 步骤S5，根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0055] 作为本发明的一个实施例，利用所述初至时间，分别确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值包括：估算初至波的最大周期以及面波的最大周期；利用所述初至时间、初至波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值；利用所述初至时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定及第二时间窗口下限值。
[0056] 作为本发明的一个实施例，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数包括：根据所述第一时间窗口上限值、第一时间窗口下限值及初至波的最大周期，确定所述第一时窗函数。
[0057] 作为本发明的一个实施例，根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数包括：根据所述第二时间窗口上限值、第二时间窗口下限值、初至波的最大周期以及面波的最大周期，确定所述第二时窗函数。
[0058] 作为本发明的一个实施例，利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值包括：估算面波的最大周期，利用所述面波到达检波器的时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第三时间窗口上限值。
[0059] 作为本发明的一个实施例，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数包括：根据所述第三时间窗口上限值及面波的最大周期，确定第三时窗函数。
[0060] 作为本发明的一个实施例，根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体包括：分别将所述第一时窗函数、第二时窗函数及第三时窗函数与所述地震数据相乘，得到对应的数据子体。
[0061] 如图2所示为本发明一具体实施例中全波形反演中分时窗提取数据方法的流程图，图中所示流程具体包括：
[0062] 1)输入地震数据及用通常的射线层析等初始速度建模手段得到的速度模型；
[0063] 2)利用声波波动方程及上述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0064] 3)采用常规的初至拾取方法拾取炮集数据初至时间T0(x)；
[0065] 4)利用常规方法(例如，手动拾取炮集中面波同向轴的斜率)估算面波同向轴的平均视速度v1，利用公式T1(x)＝x/v1计算面波到达检波器的时间T1(x)，x为炮点到检波点的距离；
[0066] 5)利用公式 计算时间窗口上界限T0u，其中Tfb为初至波的最大周期。利用公式 其中α为控制输入时间窗
口的拉伸系数，计算时间窗口的下界限T0d，得到第一个窗函数：
[0067]
[0068] 6)利用公式 计算第二个时间窗口的上界限T1u，其中Tfb为初至波的最大周期。由公式 计算第二个时间窗
口的下界限T1d，其中Tgr为面波的最大周期。
[0069] 得到第二个窗函数：
[0070]
[0071] 7)利用公式 计算第三个时间窗口的上界限T2u，其中Tgr为面波的最大周期。其中Tgr为面波的最大周期。
[0072] 得到第三个窗函数：
[0073]
[0075] 分别利用窗函数ω1(x,t)，ω2(x,t)，ω3(x,t)与地震数据相乘分别得到数据子体，d1(x,t)、d2(x,t)、d3(x,t)，利用数据子体进行全波形反演。图3A-图3C为本发明实施例中时窗函数示意图，时窗函数具有高阶平滑的斜坡带，可以减轻截断效应畸变，图4A-图4C为本发明实施例中三个时窗分离地震炮集数据示意图，炮集不同类型的
地震波分时窗提取，有利于下一步全波形反演计算。
[0076] 本发明利用三个时间窗对地震炮集分时窗提取有效数据，三个时间窗分别包含初至波、反射波及面波，初至波和反射波可以作为有效
信号用于全波形反演中，而面波作为噪声被去除，有效去除噪声，提高信噪比，为全波形反演提供高信噪比数据。
[0077] 如图5所示为本发明实施例一种全波形反演中分时窗提取数据的装置的结构示意图，图中所示装置包括：
[0078] 正演模拟模块10，用于获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0079] 时间确定模块20，用于根据初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0080] 第一及第二时窗函数模块30，用于利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0081] 第三时窗函数模块40，用于利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0082] 数据子体模块50，用于根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0083] 作为本发明的一个实施例，第一及第二时窗函数模块包括：周期估算单元，用于估算初至波的最大周期以及面波的最大周期；第一确定单元，用于利用所述初至时间、初至波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值；第二确定单元，用于利用所述初至时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定及第二时间窗口下限值。
[0084] 作为本发明的一个实施例，第一及第二时窗函数模块还包括：第一时窗函数单元，用于根据所述第一时间窗口上限值、第一时间窗口下限值及初至波的最大周期，确定所述第一时窗函数。
[0085] 作为本发明的一个实施例，第一及第二时窗函数模块还包括：第二时窗函数单元，用于根据所述第二时间窗口上限值、第二时间窗口下限值、初至波的最大周期以及面波的最大周期，确定所述第二时窗函数。
[0086] 作为本发明的一个实施例，第三时窗函数模块包括：第三确定单元，用于估算面波的最大周期，利用所述面波到达检波器的时间、面波的最大周期及炮点到检波点的距离，确定第三时间窗口上限值。
[0087] 作为本发明的一个实施例，第三时窗函数模块还包括：第三时窗函数单元，用于根据所述第三时间窗口上限值及面波的最大周期，确定第三时窗函数。
[0088] 作为本发明的一个实施例，数据子体模块包括：数据子体单元，用于分别将所述第一时窗函数、第二时窗函数及第三时窗函数与所述地震数据相乘，得到对应的数据子体。
[0089] 基于与上述一种全波形反演中分时窗提取数据的方法相同的
申请构思，本发明还提供了上述一种全波形反演中分时窗提取数据的装置。由于该一种全波形反演中分时窗提取数据的装置解决问题的原理与一种全波形反演中分时窗提取数据的方法相似，因此该一种全波形反演中分时窗提取数据的装置的实施可以参见一种全波形反演中分时窗提取数据的方法的实施，重复之处不再赘述。
[0090] 本发明利用三个时间窗对地震炮集分时窗提取有效数据，三个时间窗分别包含早至波、反射波及面波，早至波和反射波可以作为有效信号用于全波形反演中，而面波作为噪声被去除，有效去除噪声，提高信噪比，为全波形反演提供高信噪比数据。
[0091] 本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0092] 获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0093] 根据初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0094] 利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0095] 利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0096] 根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0097] 本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0098] 获取地震数据及预设速度模型，利用声波波动方程及所述速度模型进行正演模拟，得到正演地震数据；
[0099] 根据初至拾取方式拾取初至时间，并估算面波同向轴的平均视速度，利用所述平均视速度确定面波到达检波器的时间；
[0100] 利用所述初至时间，确定第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值，以及第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值，根据所述第一时间窗口上限值及第一时间窗口下限值确定第一时窗函数，并根据所述第二时间窗口上限值及第二时间窗口下限值确定第二时窗函数；
[0101] 利用所述面波到达检波器的时间，确定第三时间窗口上限值，根据所述第三时间窗口上限值确定第三时窗函数；
[0102] 根据所述第一时窗函数、第二时窗函数、第三时窗函数及地震数据，确定对应的数据子体，利用所述数据子体进行全波形反演。
[0103] 基于与上述一种全波形反演中分时窗提取数据的方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。由于该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质解决问题的原理与一种全波形反演中分时窗提取数据的方法相似，因此该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质的实施可以参见一种全波形反演中分时窗提取数据的方法的实施，重复之处不再赘述。
[0104] 本发明利用三个时间窗对地震炮集分时窗提取有效数据，三个时间窗分别包含早至波、反射波及面波，早至波和反射波可以作为有效信号用于全波形反演中，而面波作为噪声被去除，有效去除噪声，提高信噪比，为全波形反演提供高信噪比数据。
[0105] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全
硬件实施例、完全
软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0106] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方
框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程
数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
[0107] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0108] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0109] 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本
说明书内容不应理解为对本发明的限制。
