2.二维滤波法
根据动校正后的道集上一次波与多次波时差不同,可用倾角滤波、速度滤波、扇形滤波等二维滤波方法滤除多次波保留一次波。动校正速度可以用多次波的速度,如CGG的FKMUL[15],也可采用一次波与多次波两者之间的速度,如Digicon的ZMULT[16][17]。 滤波可以在f-k域或x-t域或x-f域进行。采用的道集可以是CMP道集也可以是CSP道集。B.Zhou等人较详细地分析了二维滤波压制多次波的一些特点,认为设计二维滤波关键是要把多次波的抑制区域确定合适,否则会损害一次波,同时抑制区与通放区的边界不能简单采用一条直线,直线边界会产生Gibbs现象,必须采用渐变呈椭圆状的边界,故设计好二维滤波是比较困难的,为此他们提出用波场外推所得的多次波模型来自动确定多次波的陷波区的一种非线性f-k滤波的方法,其陷波区边缘是光滑的。根据理论记录试算说明,近炮检距一些道经二维滤波后仍存在较强的多次波残余。
目前常用的几种滤波如下:
(1) F -K滤波及其派生出的各种改进方法
实践中F-K域消除方法是使用最为广泛的一种去噪方法,它是利用多次波与一次波的视速度差异,在波数域中滤除线性噪音。它的出现旨在克服由于仅在频域切除而对有效波的损失过多的缺点,而另外增加一个波数域加以限制,以期切除过程中有效波的损失减小。其具体过程为:针对相干干扰(多次波等)的视速度设计一个二维滤波器,对于该相干干扰(多次波等)所在的频率波数域进行切除,从而达到既去噪又尽可能地保护有效波的目的。
缺点:在方法上采用二维傅氏变换,故去噪结果存在炕席现象,旧的干扰克服了,又形成了一些新的相干干扰;相干干扰的消除是靠褶积运算实现,褶积过程是一个乘加运算,处理的实质是将相干干扰的能量进行了重新分配,因而没有达到真正去噪的目的;速度的给定必须有一定的宽度,这样才能适应整条测线上相干干扰视速度的变化,宽度愈大,对相干干扰的消除愈彻底,但同时有效波的损失也愈大。
为克服这种方法的缺点,人们又从这种方法出发研究出一些改进的方法,尽管这些改进方法比F-K有较大程度的进步,但上面所述缺点仍未得到实质上的克服。我们认为,在前面两种方法的基本要求得不到理想满足时,即当干扰不是位于剖面的边缘附近(时间域),或相干干扰频带不是位于有效带宽的低频端(频率域)时,这种去噪方法是一种可选方法。
(2) 小波滤波分频去噪法
20世纪90年代初,小波变换首先被引入到地震资料的去噪处理中。为了克服F-K消除相干干扰的缺点,文献[31][32]提出了小波分频去噪,旨在利用小波变换可无限细分,彼此正交,且在时频域实现的优点,对含有相干干扰的地震记录进行分频,去噪处理便可仅限于很窄的频带中进行,这样便使去噪后对有效波的损失最大限度地减少,同时克服由于傅氏变换而引起的炕席现象,这种方法是对F-K去噪的一个进步。
优点:小波变换与傅氏变换相比,将频率无限细分和变换后的信息彼此正交,在于使有效波的损失可尽可能减小,且不存在傅氏变换的频泄现象。
严格地讲,这只是F-K域去噪的一个改进,实质上仍为F-K域切除,这种切除依然要损失有效信号,只不过这种损失减小了而已。现在看来这种算法只是去噪发展过程中的一个插曲[33],实际应用并不常见,但它为小波变换在地震资料处理中的应用,对后续的相干干扰消除技术的发展起了很好的奠基作用。