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基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法
基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法
摘要：多次波是海底地震数据中的主要干扰之一。为了提高地震数据的质量，本文提出了一种基于稀疏反演的OBS（OceanBottomSeismometer）数据多次波压制方法。该方法采用了稀疏表示技术来估计地震数据中的多次波成分，并通过迭代算法对多次波进行反演和压制。实验结果表明，该方法可以有效地压制多次波干扰，提高地震数据的质量。
关键词：稀疏反演；OBS数据；多次波；压制
1.引言
海底地震数据是深海研究和海洋资源勘探的重要工具。然而，由于海底地震仪器的部署位置和接收信号的特点，野外采集的海底地震数据往往包含很强的多次波干扰。多次波是由地震波在地下反射和折射所产生的二次、三次或更高阶的反射波，它们的能量通常弱于一次波，但在一定频带范围内占据显著的能量，对地震数据的解释和地下结构的成像造成困扰。因此，对于海底地震数据的多次波压制具有重要的理论和实际意义。
2.相关工作
多次波压制是地震数据处理领域的一个重要研究方向。目前已经有不少方法被提出，比如剖面叠加、Loewenthal叠加等。然而，这些方法往往需要大量的经验参数调整和人工干预，且对于复杂地质结构的多次波压制效果不佳。随着稀疏表示技术的发展，稀疏反演方法在地震数据处理中得到了广泛应用。该方法利用地震数据在某个字典中的稀疏表示来估计地下结构的稀疏性，从而实现多次波的压制。然而，目前对于基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法的研究还比较有限。因此，本文旨在提出一种新的基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法，并进行实验验证。
3.方法
本文所提出的基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法的具体步骤如下：
3.1数据预处理
首先，对野外采集的OBS数据进行预处理。预处理包括去除噪声、进行脉冲校正、进行频带限制等。
3.2稀疏反演
采用稀疏表示技术对地震数据进行稀疏反演。稀疏表示是一种将信号映射到一个稀疏域中的重要技术，通过在一个合适的字典中对信号的稀疏表示进行估计，可以提取信号的稀疏结构，从而实现信号的压制和去噪。在本文中，我们选择了字典学习算法，并针对OBS数据的特点进行了合适的字典设计和训练。
3.3多次波反演
根据稀疏反演得到的稀疏系数，采用迭代算法对多次波进行反演。迭代算法的目标是通过不断地更新反演结果，逐渐逼近真实的多次波分量。在本文中，我们采用了交替方向乘子法（ADMM）作为迭代算法的基础，并引入了局部约束函数来提高多次波反演的准确性和稳定性。
3.4多次波压制
最后，将反演得到的多次波分量与原始数据进行相减，从而实现多次波的压制。为了进一步提高压制效果，我们还引入了加权参数和非线性修正等技术。
4.实验结果
本文在真实的海底地震数据上进行了实验验证。结果表明，所提出的基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法能够有效地压制多次波干扰，提高地震数据的质量。与传统方法相比，该方法具有较好的稳定性和准确性，并且对于复杂地质结构的多次波压制效果更好。
5.结论
本文提出了一种基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法，该方法采用稀疏表示技术来估计地震数据中的多次波成分，并通过迭代算法对多次波进行反演和压制。实验结果表明，该方法可以有效地压制多次波干扰，提高地震数据的质量。未来的研究方向可以进一步对稀疏反演方法进行优化，并将该方法应用于更广泛的海底地震数据处理任务中。
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