在地震资料偏移成像中,多次波(多次反射波)会降低成像质量,导致虚假同相轴和构造假象。处理多次波需要结合波场分离和压制技术,以下是主要方法和开源算法参考:
1. 多次波处理的核心方法
(1) 基于波场分离的压制
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预测减去法(SRME, Surface-Related Multiple Elimination)
- 原理:通过数据自相关预测多次波模型,再从原始数据中减去。
- 开源实现:
- SeisJava(Java库,包含SRME模块)
- Madagascar(开源地震处理软件,提供多次波预测工具)
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逆散射级数法(ISS)
- 通过数学级数展开分离一次波和多次波,无需先验速度模型。
- 参考代码:部分算法在 SU(Seismic Unix) 中有实现。
(2) 基于滤波的压制
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Radon变换(抛物线/双曲线)
- 利用多次波与一次波在Radon域的差异进行滤波。
- 开源工具:
- PySeis(Python库,支持Radon变换)
- SeismicLab(MATLAB工具箱,含Radon滤波)
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FK滤波
- 在频率-波数域分离多次波(适用于规则多次波)。
- 实现:SU中的
fkdmo
模块。
(3) 基于深度学习的压制
- 使用U-Net等网络区分一次波与多次波。
- 开源参考:
- OpenFWI(PyTorch框架下的地震数据训练库)
- SeisPro(GitHub上的地震处理DL项目)
2. 偏移成像中的多次波处理
在偏移阶段,可通过以下方法减少多次波影响:
- 最小二乘偏移(LSM):通过迭代优化压制噪声和多次波(参考 Devito 框架)。
- 逆时偏移(RTM)结合多次波压制:在成像条件中引入多次波衰减算子(如 OpenBorn 项目)。
- 数据域/图像域联合滤波:在偏移后图像中应用Radon或FK滤波(SU中的
radon
或dipfilter
)。
3. 推荐开源工具
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Madagascar
- 提供SRME、Radon变换等模块,支持从建模到处理的完整流程。
- 官网:https://www.ahay.org/
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Seismic Unix (SU)
- 包含FK滤波、Radon变换等经典工具。
- 官网:https://github.com/JohnWStockwellJr/SeisUnix
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PySeis 或 Obspy
- Python库,适合快速测试滤波算法。
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Devito
- 基于符号计算的波动方程建模/偏移,可结合多次波压制算子。
- 官网:https://www.devitoproject.org/
4. 关键注意事项
- 数据预处理:准确的动校正(NMO)和去噪能提升多次波压制效果。
- 速度模型敏感性:SRME等方法依赖速度模型精度,需迭代优化。
- 混合策略:通常需要联合多种方法(如SRME+Radon)应对复杂多次波。
通过合理选择算法和开源工具,可以有效压制多次波,提升偏移成像质量。