本發(fā)明屬于地震數據處理，尤其涉及一種地震數據重建方法及計算機可讀存儲介質。

背景技術：

1、在石油地球物理勘探領域，特別是地震勘探技術中，經常面臨地震數據采集的挑戰(zhàn)。實施野外地震數據采集工程時，常常因為檢波器及線纜等設備工作狀態(tài)不佳、與地表耦合效果差等問題，導致采集的地震數據出現隨機性的缺失或存在能量較強的噪聲。此外，野外工區(qū)環(huán)境中經常出現的河流湖泊、道路橋梁、重要基礎設施等障礙物或禁采區(qū)，使得地震數據采集存在成段的缺失。

2、現有的主流地震數據處理技術對地震記錄的規(guī)則性和完整性有較高的要求，不完整的地震數據會嚴重影響處理效果。例如，在疊加技術應用中，數據的缺失導致某些共中點面元疊加次數不足，影響疊加能量和相位。而在波動方程偏移技術中，數據的缺失和不規(guī)則會引起空間假頻現象，降低成像精度。

3、因此，重構缺失和不規(guī)則的地震數據在地震數據處理過程中發(fā)揮著重要作用。本發(fā)明提出了一種地震數據重建方法，旨在提高地震數據的完整性，并為地震數據處理提供更好的數據基礎。該方法基于radon變換，結合振幅均衡處理，能有效重建缺失部分的地震數據，并提升數據質量。

4、本發(fā)明通過對缺少部分地震道的地震數據進行雙曲radon變換并進行振幅均衡處理，得到在形態(tài)和振幅上符合其應有形態(tài)的地震數據。通過這一方法，可以在保證數據質量的同時，克服現場環(huán)境的復雜性和設備限制所帶來的數據采集難題。

技術實現思路

1、本技術的目的在于提供一種地震數據重建方法及計算機可讀存儲介質，解決上述的問題。

2、本技術的目的采用以下技術方案實現：

3、第一方面本技術提供一種地震數據重建方法，包括以下步驟，對地震數據執(zhí)行radon變換將缺失的所述地震數據從時間域轉換到radon變換域；

4、將轉換到radon變換域的所述地震數據與表征地震avo特性的正交多項式結合構成高階radon變換；

5、對所述高階radon變換做逆變換得到所述地震數據缺失部分數據；

6、將所述缺失部分數據填充入所述地震數據得到重建過的新地震數據。

7、該技術方案的有益效果在于：該技術方案通過執(zhí)行radon變換，能有效地將缺失的地震數據從時間域轉換到radon變換域，從而使得數據的重建更加準確和有效；將轉換到radon變換域的地震數據與表征地震avo特性的正交多項式結合構成高階radon變換，能夠更好地表征地震數據中的振幅變化和偏移距變化關系，不僅提升了地震數據的處理精度，還增強了對地下巖石和流體性質的識別能力；通過對高階radon變換執(zhí)行逆變換，可以準確地重建地震數據中的缺失部分，能夠復原接近于真實的地震波形，從而為后續(xù)的解釋和分析提供了更可靠的數據基礎；通過將重建的缺失部分數據填充回原始數據中，生成了完整的新地震數據集。

8、進一步地，步驟將所述缺失部分數據填充入所述地震數據得到重建過的新地震數據之后還包括，將所述新地震數據作為缺失的所述地震數據繼續(xù)進行迭代。

9、該技術方案的有益效果在于：通過對重建過的新地震數據進行持續(xù)的迭代處理，可以進一步優(yōu)化和精化地震數據，每次迭代都有可能提高數據的質量，使其更接近真實的地質情況；迭代過程使得每次重建的數據都能夠在前一次的基礎上進行改進，從而逐漸減少重建誤差，對于在復雜地質環(huán)境下采集的數據，單次重建可能無法完全恢復缺失的信息，迭代處理能夠更好地適應這種復雜性，逐步提升數據重建的準確性和可靠性；迭代過程提供了一種動態(tài)調整和反饋機制，允許根據重建結果的質量適時調整處理策略。

10、進一步地，所述radon變換的表達式為：

11、

12、

13、其離散形式為：

14、

15、

16、其中，τ為截距時間；p為速度的倒數即慢度；x是炮檢距或稱偏移距；m(τ,p)為變換到radon域后的所述地震數據；d(t,x)為二維共炮點道集地震數據，i和k為序數。

17、該技術方案的有益效果在于：radon變換的離散形式允許將連續(xù)的地震數據有效轉換為radon域中的離散表示，從而使得數據在處理和解釋時更易于操作和理解；通過精確的radon變換，可以更好地識別和處理地震數據中的噪聲和異常，從而提高最終重建數據的質量和可用性。

18、進一步地，步驟，將轉換到radon變換域的所述地震數據與表征地震avo特性的正交多項式結合構成高階radon變換包括計算高階radon變換的共軛解和利用匹配追蹤算法計算高階radon變換；

19、其中，計算所述高階radon變換的共軛解的具體步驟為：

20、{qj(x),j＝0,1,…,n}是由n個偏移距坐標x確定的單位正交多項式集

21、qj(x)是j階代數多項式；

22、地震數據d(t,x)在某時刻的振幅變化可以用正交多項式擬合，即：

23、

24、其中，cj(t)為t時刻振幅隨偏移距變化的j階正交多項式的分解系數，稱之為正交多項式系數譜，將式(2)與式(5)結合可以得到：

25、

26、由于{qj(x),j＝0,1,…,n}是正交多項式集，將式(6)兩側同時乘以qj(x)可以得到所述高階radon變換的共軛解：

27、

28、該技術方案的有益效果在于：結合地震avo特性的正交多項式能更準確地反映地震波在不同巖石界面上的反射特性，這種高階radon變換的使用有助于提高地震數據的解釋能力，特別是在識別油氣藏等地質結構時；該方法通過結合地震avo特性，優(yōu)化了數據處理流程，提高了處理效率，對于處理大規(guī)模地震數據集尤為重要，可以節(jié)省時間并減少計算資源的消耗；高階radon變換能夠更好地適應復雜的地質環(huán)境，如非均質巖層和復雜的地層結構，這使得方法在多樣化的勘探環(huán)境中都能有效運用。

29、進一步地，利用匹配追蹤算法計算高階radon變換的具體步驟為：

30、將所述radon變換的矩陣表示為：

31、m＝dl?(8)

32、其中l(wèi)為積分路徑函數；

33、s1.令所述地震數據d為最初的殘差dresi，radon參數m為0；

34、s2.利用式(7)計算殘差數據的radon變換共軛解mi；

35、s3.利用公式(9)計算radon能量分布，通過能量的局部極大值確定子空間si；

36、

37、s4.所述能量表示不同時間沿不同曲率方向同相軸的能量分布；

38、s5.利用共軛梯度法最小化函數j(m)＝‖dresi-lmi‖2，求得radon變換在上述子空間si下的最小二乘解mi；

39、s6.更新參數m＝m+mi，殘差數據dresi＝dresi-lmi；

40、s7.判斷是否達到預定義迭代次數，若達到預定義迭代次數則輸出所有子空間si構成高階radon變換，若未達到預定義迭代次數則返回s1繼續(xù)迭代。

41、該技術方案的有益效果在于：通過計算殘差數據的radon變換共軛解和更新參數，該方法能有效地消除噪聲并增強數據信號，迭代過程允許不斷地優(yōu)化數據處理，每一步都基于前一步的結果進行調整，有助于逐漸接近最優(yōu)的數據重建結果；該方法通過radon能量分布的計算和局部極大值的確定，能夠更好地適應復雜地質環(huán)境，特別是對于非均質和多層復雜地層的地震數據處理；利用共軛梯度法最小化函數和子空間的選擇可以提升計算效率，減少所需的計算資源。

42、進一步地，所述p的取值范圍計算方法具體為：

43、設p的采樣率為δp，則

44、δp＝pk-pk-1?(10)

45、其中，式中pk與pk-1為任意兩個相鄰慢度值；

46、vmax為所述地震數據中的最大有效反射速度，則δp表示為：

47、

48、其中δv為vk-vk-1的值，而

49、

50、確定了δp的值后，根據p＝1/v給出p的初始值p0和最大值pmax，所述初始值和最大值之間為p的取值范圍。

51、該技術方案的有益效果在于：通過計算慢度p的取值范圍，可以精確地確定radon變換處理的參數空間；該技術方案允許根據不同的地震數據特性調整慢度范圍，使其更適合特定的地質條件和勘探目標。

52、進一步地，還包括在迭代過程中通過振幅均衡系數恢復振幅，具體步驟為：

53、s8.計算缺失地震道附近的未缺失道的平均振幅；

54、s9.計算經過重建的地震道的平均振幅；

55、s10.基于所述未缺失道的平均振幅和所述經過重建的地震道的平均振幅計算所述振幅均衡系數；

56、s11.基于所述振幅均衡系數對所述重建過的新地震數據進行修正。

57、8.根據權利要求7所述的一種地震數據重建方法，其特征在于，

58、所述振幅均衡系數wi的計算方法具體為：

59、

60、其中an為未缺失道的平均振幅，ar為經重建得到的地震道的平均振幅；

61、

62、

63、其中，n為該道采樣點個數；fi,j為地震記錄數據；i為道序號；j為時間序號。

64、該技術方案的有益效果在于：通過計算和應用振幅均衡系數，可以有效地調整重建地震數據的振幅，使其更接近原始地震數據的真實情況；振幅均衡確保重建數據在振幅上與未缺失數據保持一致，保持了數據集的一致性；通過這種系統(tǒng)化的振幅恢復步驟，可以簡化整個地震數據重建的流程，使之更加高效和易于操作。

65、進一步地，步驟s11中，具體為將未修正的所述重建過的新地震數據與所述振幅均衡系數相乘，獲得修正后的所述重建過的新地震數據。

66、第二方面本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現上述任一項所述的一種地震數據重建方法。