文档介绍：成都理工大学
硕士学位论文
Anisotropic Diffusion方法研究及其在提高地震资料品质方面
的应用
姓名:石岩峻
申请学位级别:硕士
专业:固体地球物理学
指导教师:王绪本
20100501
摘要
Anisotropic Diffusion 方法研究及其在提
高地震资料品质方面的应用
作者简介:石岩峻,男, 1983 年 5 月生,师从成都理工大学王绪本教授,
2010 年 6 月毕业于成都理工大学固体地球物理学专业,获得理学硕士学位。
摘要
地震资料的品质是构造解释和岩性解释的基础。常规提高地震资料品质的手
段往往在改善信噪比的同时,会损失地震的横向分辨率,如模糊断点、地层接触
关系以及地质体边界,而这些信息对构造解释、地层及沉积解释非常重要,它们
都是发现和描述油藏的重要依据。所以,我们需要一种既能改善地震资料品质,
又能有效保持断层以及地质体边界信息的滤波方法。
因此,我们在滤波的过程中引入了边界保护,以便保留地震图像中重要的地
质特征。通常,实现这种在构造约束下的保边滤波(Structure-Oriented
Filter-Edge Preserving),需要满足以下三个条件:
1、方向分析:确定地震反射层的局部方向;
2、边缘检测:确定可能的反射终止位置;
3、保边平滑:沿着地震反射层的局部方向进行平滑,在检测到的反射终止
处停止平滑。
这种滤波的要点是做平行于地震反射层的平滑操作,在反射终止(断层)处
不平滑。也就是说,一旦确定了倾角方位角,滤波就可以沿着反射轴进行,更重
要是在所探测到的信号不连续处不再滤波,从而保护主要的断层和地层边缘。
近十多年来,随着基于偏微分方程的图像处理方法的迅速发展,非线性各向
异性扩散算法不但满足以上条件,而且将这些过程有机地结合起来,与其它传统
方法相比显示出了更加优越的性能。扩散滤波从物理的扩散现象引申而来,将图
像作为初始条件,通过解关于时间的偏微分方程得到扩散后的图像。在扩散方程
中,通过引入“结构张量”提取图像局部的结构信息,根据这些结构信息设计“扩
散张量”,在不同方向上选取不同的扩散策略,从而控制扩散过程,达到提高资
料品质的同时保护地质体边缘信息的效果。
本文主要介绍了由 Weickert 提出的基于各向异性扩散方程的滤波方法,并将
其应用到地震图像的保边滤波中,从而提高地震资料的品质。在对基本原理论述
I
成都理工大学硕士学位论文
基础上,对该方法的数值实现、参数选取和迭代停止准则进行了讨论,通过选择
适当的方法和调整各个参数值,使其滤波效果达到最优。
在 GeoScope 软件平台下通过 C++编程实现算法并形成了功能模块,使用此
模块对实际生产中的地震资料进行处理,实际效果显示它能清晰断层和地质体边
界,对断层解释和沉积解释非常有帮助。
关键词:地震资料品质各向异性扩散结构张量扩散张量偏微分方程
(PDE)
II
Abstract
Application of Anisotropic Diffusion in Edge-Preserving
Smoothing for Seismic Image
Introduction of the author: Shi Yanjun,male, born in May,1983. His tutor was
Professor WangXunben. He graduated in major Geophysics from Chengdu
University of Technologyand was granted the Master Degree in June, 2010.
Abstract
The quality of seismic data is the basis of structural interpretation and lithologic
interpretation. Although the conventional means of improving the quality of seismic
data can improve signal-to-noise ratio, they will reduce the horizontal resolution of
the seismic data, for example, they smear faults and stratigraphic edge. However, all
these information above is very i