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物探与化探  2025, Vol. 49 Issue (3): 653-660    DOI: 10.11720/wtyht.2025.0039
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基于阈值迭代法和加速线性Bregman联合的多震源地震数据同时分离和重建
莫子奋1(), 邱达星2, 张华2(), 张春雷2, 何承峻2, 杨熙熙2,3
1.江西省地质局 第六地质大队,江西 南昌 330011
2.东华理工大学 铀资源探采与核遥感全国重点实验,江西 南昌 330013
3.中国电建集团 江西省电力设计院有限公司,江西 南昌 330096
Simultaneous separation and reconstruction of multisource seismic data based on the iterative shrinkage-thresholding algorithm and the accelerated linearized Bregman method
MO Zi-Fen1(), QIU Da-Xing2, ZHANG Hua2(), ZHANG Chun-Lei2, HE Cheng-Jun2, YANG Xi-Xi2,3
1. The Sixth Geological Brigade of Jiangxi Geological Bureau,Nanchang 330011,China
2. National Key Laboratory of Uranium Resources Exploration-Mining and Nuclear Remote Sensing,East China University of Technology,Nanchang 330013,China
3. PowerChina Jiangxi Electric Power Engineering Co.,Ltd.,Nanchang 330096,China
全文: PDF(5445 KB)   HTML
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摘要 

多震源技术极大地提高了地震数据的采集效率,但采集到的数据存在严重的混叠和缺失现象,需要在分离的过程中有效地对缺失道进行重建。由于单一的分离和重建算法在精度和速度上不能同时提高。为此,本文提出将阈值迭代法和加速线性Bregman方法进行联合,充分利用阈值迭代法后期处理精度高和加速线性Bregman方法前期收敛速度快的优势,用于多震源数据的同时分离和重建。在此过程中,选择曲波变换为稀疏基,引入硬阈值函数、指数阈值因子和加速因子,并提出新型指数加权因子,最终分离和重建出单震源数据,并且与单独的阈值迭代法和加速线性Bregman方法进行对比分析。此外,本文还对该联合方法的抗噪性和去噪能力进行了研究。理论模拟和实际应用表明,在分离和重建出完整的单震源信号方面,联合方法具有更高的精度和更快的计算效率。

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莫子奋
邱达星
张华
张春雷
何承峻
杨熙熙
关键词 多震源地震数据分离重建阈值迭代法加速线性Bregman算法    
Abstract

Multisource technology has significantly improved the acquisition efficiency of seismic data.However,the acquired data often suffer from severe aliasing and channel missing,necessitating effective reconstruction of missing channels during data separation.Since an individual separation and reconstruction algorithm cannot improve accuracy and computational efficiency simultaneously,this study proposed a method combining the iterative shrinkage-thresholding algorithm(ISTA) and the accelerated linearized Bregman method(ALBM) to leverage ISTA's high post-processing accuracy and ALBM's fast convergence speed for simultaneous separation and reconstruction of multisource data.The simultaneous separation and reconstruction process employed curvelet transform(as a sparse basis),hard threshold function,exponential threshold and acceleration factors,and a novel exponential weighting factor.Finally,the single-source data were separated and reconstructed.The results obtained from the combined method were compared with those obtained using ISTA and ALBM,respectively.Additionally,the noise robustness and denoising capability of the combined method were examined.Both theoretical simulation and practical application demonstrate that the combined method achieves higher accuracy and faster computational efficiency in separating and reconstructing complete single-source signals.

Key wordsmultisource    seismic data separation    reconstruction    iterative shrinkage-thresholding algorithm(ISTA)    accelerated linearized Bregman method(ALBM)
收稿日期: 2025-01-09      修回日期: 2025-04-12      出版日期: 2025-06-20
ZTFLH:  P631.4  
基金资助:江西省自然科学基金重点项目(20242BAB26051);铀资源探采与核遥感全国重点实验室项目(2024QZ-TD-13)
通讯作者: 张华(1979-),男,博士生导师,研究方向为地震数据处理方法技术以及自然灾害探测与评估。Email:zhhua1979@163.com
作者简介: 莫子奋(1981-),男,海南定安人,在江西省地质局第六地质大队工作,主要从事地球物理勘探的科研工作。Email:160561728@qq.com
引用本文:   
莫子奋, 邱达星, 张华, 张春雷, 何承峻, 杨熙熙. 基于阈值迭代法和加速线性Bregman联合的多震源地震数据同时分离和重建[J]. 物探与化探, 2025, 49(3): 653-660.
MO Zi-Fen, QIU Da-Xing, ZHANG Hua, ZHANG Chun-Lei, HE Cheng-Jun, YANG Xi-Xi. Simultaneous separation and reconstruction of multisource seismic data based on the iterative shrinkage-thresholding algorithm and the accelerated linearized Bregman method. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(3): 653-660.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2025.0039      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2025/V49/I3/653
Fig.1  不同加权因子曲线
Fig.2  混合前后的地震数据
Fig.3  不同方法处理的结果和误差
Fig.4  单道地震记录处理后的误差
Fig.5  信噪比随迭代次数变化曲线
Fig.6  加噪混合地震数据处理结果
Fig.7  实际混合数据的同时分离和重建
Fig.8  3种方法处理实际混合数据的结果和误差
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