地震映像资料时间-频率域联合处理解释方法的应用研究

摘要

地震波在传播过程中，由于近地表的衰减、岩石的吸收、透射损失、散射等多种因素的影响，子波在穿过地下介质后，在不同传播时间处子波的振幅、频率都有不同的特征，在相同的时间上，不同频带的数据也具有不同的振幅特征，同时当子波穿过溶洞等地质异常时，振幅、频率等变化异常。这种振幅、频率随时间的可变性为用时频分析技术进行地震数据处理和解释提供了理论依据。本文引入S变换方法，将其应用于地震映像资料的时频域处理解释中。
　　 S变换是介于STFT和CWT之间的一种非平稳信号分析处理方法。它与STFT和CWT相比，有许多独特的优势：S变换的反变换与傅立叶变换有直接的联系，保证其是无损变换；线性变换保证其不存在交叉项；时频分辨率与信号的频率有关；基本小波不必满足容许性条件；尺度性质使得S变换有很好的频率聚集能力等。这些优点使其具有较高的时频分辨率。
　　 本文模拟了多种模型的多波地震映像记录，并对多波地震映像记录进行S变换，分析不同频率条件下各种波的时频特征，总结出利用S变换对不同类型地震波处理解释的规律，表明S变换可以分辨频谱差异和时间差异。并将S变换应用到岩溶区的实测地震映像的资料解释中，对实测记录S变换时频谱分频显示，结合时间域波形和S变换的时频域分析，验证了S变换在圈定异常体范围的有效性。