《地震资料数字处理》教学大纲

1、地震资料数字处理课程名称：地震资料数字处理（The Seismic Data Digital Processing）课程编码：122077学 分：3分总 学 时：48学时，其中，理论学时：40学时，实验学时：8学时适应专业：地球物理学先修课程：地震勘探原理、信号分析与处理、C语言程序设计一、课程的性质、目的与任务地震资料数字处理属于专业核心课，必修。本课程是勘查技术与工程专业的专业核心课，是地震资料数字处理的理论基础。通过本课程的学习，学生应掌握地震资料数字处理的基本方法和基本原理，其中包括数字滤波、反滤波及其应用、动校正和静校正、速度分析、水平叠加、偏移等，了解弯曲测线和宽线剖面、人工合成地

2、震记录、VSP资料数字处理、地震参数提取等。二、教学内容与学时分配第一章 数字滤波 （6学时）本章重点和难点：1、数字滤波原理2、数字滤波的特殊矛盾及其解决办法第一节 数字滤波概述1.数字滤波的概念2.线性滤波和时不变滤波3.线性时不变滤波的滤波方程4.滤波器的物理性质第二节 频率域数字滤波原理1.对滤波器的要求2. 频率域滤波的步骤第三节 时间域数字滤波原理1.褶积滤波的物理意义2.对滤波因子的要求3.理想低通滤波器的时间特性4.理想带通滤波器的时间特性5.褶积滤波的具体计算第四节 数字滤波的特殊矛盾1.伪门现象及其对数字频率滤波的影响2.Gibbs现象及其解决办法第五节 相关滤波1.自相关

3、滤波2.互相关滤波3.相关与褶积的关系第六节 二维滤波1.波数滤波的概念2.一维滤波存在的问题3.二维的频波谱分析 4.一般二维滤波5.带通扇形滤波6.其它二维滤波器第七节p变换及其应用1.p变换2.p变换的性质3.p变换的应用第二章 反滤波 （10学时）本章重点和难点：1、反滤波的概念2、最小平方反滤波的原理3、预测反滤波第一节 反滤波的概念1.理想的地震记录2.实际的地震记录3.反滤波的概念第二节 地震子波的求取1.直接观察法2.自相关法3.多项式求根法4.利用测井资料求子波的方法5.对数分解法第三节 最小平方反滤波1.最小平方反滤波的原理2.关于地震子波相位问题的讨论3.参数选择第四节

4、预测反滤波1.预测滤波原理2.预测反滤波原理3.用预测反滤波消除海上鸣震4.预测反滤波对反射脉冲的压缩5.反滤波中的参数选择第五节 同态反滤波1.同态反滤波的原理2.地震子波的相位与其对数谱之间的关系第六节 最小熵反滤波第三章 动校正和静校正 （6学时）本章重点和难点：1、动校正的概念2、静校正的概念3、自动统计静校正方法第一节 动校正的概念 第二节 数字动校正方法1.计算动校正量2.动校正方法第三节 高保真动校正1.精确地计算动校正量2.高精度振幅插值第四节 静校正的概念1.基准面校正2.剩余静校正3.自动求取剩余静校正量的假设条件和特点第五节 自动统计静校正方法1.在共深度点道集内求取相对

5、静校正量2.用互相关方法求炮点和接收点的绝对静校正量3.参数的选择第六节 折射静校正1.斜率截距法2.互换法3.层析法第四章 速度分析 （6学时）本章重点和难点：1、速度分析的概念2、叠加速度谱3、相关速度谱第一节 速度分析的概念1.平均速度2.均方速度和均方根速度3.叠加速度第二节 速度分析原理1.速度信息与判别准则2. 速度分析准则第三节 叠加速度谱1. 基本原理2.叠加记录道的选择第四节 相关速度谱第五节 速度谱的显示1.速度谱的显示2.参数选择和质量控制第六节 层速度的计算第五章 水平叠加 （4学时） 本章重点和难点：1、多次叠加原理2、自适应水平叠加第一节 预处理1.加道头2.数据重

6、排3.处理费炮、费道4.抽道集5.增益恢复第二节 振幅处理1.振幅恢复2.振幅控制3.道间均衡4.区域均衡5.动平衡第三节 水平叠加1.多次叠加原理2.自适应水平叠加3.超级叠加第四节 时深转换1.时深转换的概念2.时深转换的方法 第六章 偏移归位 （8学时） 本章重点和难点：1、偏移归位的概念2、有限差分法波动方程偏移第一节 偏移归位的概念第二节 绕射扫描偏移叠加第三节 克希霍夫积分法波动方程偏移1.克希霍夫积分法波动方程偏移原理2.克希霍夫积分法波动方程偏移的步骤第四节 有限差分法波动方程偏移1.有限差分法波动方程偏移原理2.差分方程的建立及其解法第五节 傅立叶变换法波动方程偏移1.波数域

7、波动方程偏移2.频率波数域波动方程偏移三、教学基本要求课堂教学应力求使学生弄清基本概念，熟练掌握地震资料数字处理的基本内容。在了解基本概念的基础上，应当结合专业特点，理论联系实际。注重引导学生提高分析问题和解决问题的能力，努力克服死记硬背个别名词概念和条文的学习方法。本课程是勘查技术与工程专业的专业核心课，大纲中所列内容均属基本内容，应全面讲授。讲授中要多引用实际资料、实际例子，板书和多媒体相结合。四、实验1.实验目的与任务通过开展实验教学，使得学生在掌握地震资料处理的基本方法和基本原理的基础之上，能够进一步加深对动静校正、速度概念的理解和加强相关实际资料的分析能力，达到学以致用的目的。实验的

8、任务包括针对实际资料进行折射静校正及动校正处理、不同类型速度（平均速度、层速度、均方根速度和叠加速度）的计算以及进行相互转换。2.实验教学基本要求通过实验教学，加深对基础理论知识的理解，培养学生的科研创新能力。通过实验课学生应掌握下列基本技能：折射静校正及动校正的计算方法，不同速度（平均速度、层速度、均方根速度和叠加速度）的计算方法和物理含义以及相互之间的转换，并写出完整的科学实验报告。3.实验项目与类型序号实验项目学时实验类型备注演示验证综合设计必做选做1折射静校正及动校正的计算方法42不同速度（平均速度、层速度、均方根速度和叠加速度）的计算方法和物理含义以及相互之间的转换44.实验教学内容

9、及学时分配实验一 折射静校正及动校正的计算及应用 （4学时）（1）目的要求通过复习野外静校正、加减法静校正和最小平方法静校正三种折射静校正方法对同一实际二维实际地震资料进行静校正处理，比较三种方法的优劣并总结各自的适用条件；对实际资料进行正确的动校正处理，避免出现动校正拉伸现象。（2）方法原理野外静校正方法是基于炮点置于风化层以下的近地表静校正模型计算出折射波的几何路径，从而计算出总静校正量并做出最终的静校正处理；加减法基于Hagedoorn（1959）提出的间接估计截距时间和基岩速度的方法进行的；最小平方法是将静校正问题近似为线性系统模型，并将折射波时间分解为炮点和检波点静校正分量来计算总的

10、静校正量来进行的。动校正是在正确计算均方根速度的基础上，利用动校正公式计算出动校正时差来进行旅行时的校正。（3）主要实验仪器及材料装有Matlab软件的计算机。（4）掌握要点静校正的计算需要配合作图来进行正确理解；动校正计算需要分别试验单层、多层水平介质模型，并避免出现动校正拉伸（5）实验内容：计算根据三种静校正方法分别得到的静校正量并分别进行静校正处理；计算单层介质、多层水平层状介质的动校正量并进行动校正处理。实验二 不同速度（平均速度、层速度、均方根速度和叠加速度）的计算方法以及相互之间的转换 （4学时）（1）目的要求通过对实际地震的处理，了解不同地震速度（平均速度、层速度、均方根速度和叠

11、加速度）的实际含义并了解各自的计算方法以及相互之间的转换。（2）方法原理以经典的迪克斯公式为基础可以根据速度谱拾取的均方根速度计算出层速度，再由层速度就可以计算出平均速度。对单层或多层的水平层状介质而言，叠加速度也就是均方根速度，但是在其它情况（比如倾斜地层），二者不能等价（理解但不作要求）。（3）主要实验仪器及材料装有Matlab软件的计算机。（4）掌握要点不同类型的地震速度之间的转换需要满足一定的地层条件。（5）实验内容：从速度谱上拾取均方根速度（叠加速度），利用迪克斯公式计算层速度，由层速度计算平均速度。5.实验考核办法实验操作60%；实验报告40%。考核成绩以20%计入课程总成绩。五、大纲说明第一章的一到四节，信号分析与处理课程中已讲过，属复习内容，主要强调滤波原理、实际中对滤波器的要求和数字滤波的特殊矛盾。其余各章的许多名词在地震勘探原理中基本都有，本课程主要侧重方法讲解。本课程有8个学时的实验，本大纲给的实验内容供参考，主讲老师也可另外定