提取高频面波群速度方法、装置、设备、存储介质及产品与流程

本申请涉及地球物理勘探，尤其涉及提取高频面波群速度方法、装置、设备、存储介质及产品。

背景技术：

1、对于浅层地球物理勘探或工程尺度下的地层参数反演、近距离的目标定位等应用，面波的群速度提取都是其中关键性的一步。现有的提取面波群速度的方法都有其适用的场景和限制，选择合适的方法通常取决于数据的质量、可用的计算资源以及具体的研究需求。对于几百米到几公里的小尺度应用，面波信号通常出现在几赫兹到几十赫兹，这是与全球或区域尺度所用到的天然地震激发的长周期面波（几秒到几百秒）不同的，因此在提取面波群速度时所用到的具体参数也有所不同；另外，当台站数较少（仅有几个）时，如何通过主动源或被动源（如背景噪声）得到的数据快速有效地提取面波群速度，则对浅层地下结构初步勘察、近距离目标定位等非常具有实际意义。

2、传统上提取面波群速度最常用的方法是多重滤波法。为减少面波频散测量的误差，一般认为多重滤波法所用到的高斯滤波参数应根据震中距（或台间距）和滤波频率做出调整；而已有文献所给出的高斯滤波参数都是针对天然地震或大尺度的应用给出的，对于小尺度的高频面波所处的频带范围下的高斯滤波器该如何设计，并未做出讨论。另一方面，随着背景噪声成像的兴起，人们对研究区域利用短周期密集台阵进行观测，由于要提取的面波频散数十分庞大，人工提取费时低效，因此现有技术基于机器学习产生了一些自动提取面波频散曲线的方法。这类方法要求的台站数较多，因为需要一定数量的样本进行训练，因此，需要专门考虑针对小尺度应用的由少量台站记录提取面波群速度的技术，这对于想要利用有限的资源（成本、台站数等）对目标区域的地下结构信息有初步了解、对所监测到的声源信息进行目标定位是非常必要的。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种提取高频面波群速度方法、装置、设备、存储介质及产品，旨在解决如何由少量的台站记录来提取小尺度应用下的高频面波的群速度的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种提取高频面波群速度方法，所述提取高频面波群速度方法包括：

3、根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据；

4、基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图；

5、根据所述频散能量图确定高频面波群速度。

6、可选地，所述根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据的步骤，包括：

7、在所述数据来源为单台法时，获取炮点信息和台站位置；

8、根据所述炮点信息和所述台站位置确定群速度范围；

9、根据所述群速度范围确定面波信号所在的时间窗口，对台站数据进行预处理，得到预处理后的台站数据;

10、根据所述时间窗口对所述预处理后的台站数据进行切割，得到面波数据。

11、可选地，所述根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据的步骤，包括：

12、在所述数据来源为双台法时，确定台站数据的数据源；

13、在所述数据源为预设数据源时，选取符合预设条件的震源-台站对；

14、根据所述震源-台站对确定面波窗口；

15、对所述台站数据进行预处理，得到预处理后的双台站数据；

16、对所述双台站数据进行互相关，并根据所述面波窗口对互相关后的双台站数据进行面波窗口截取，得到面波数据。

17、可选地，所述选取符合预设条件的震源-台站对的步骤，包括：

18、确定震源与两个台站之间连线的第一夹角；

19、确定所述震源到第一台站的连线与台站之间连线的第二夹角；

20、根据所述第一夹角和所述第二夹角选取符合预设条件的震源-台站对。

21、可选地，所述基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图的步骤，包括：

22、对所述面波数据进行时频分析，确定面波信号的频带范围；

23、根据所述预设高斯滤波器和所述频带范围对所述面波数据进行多重滤波，得到时域波形；

24、对所述时域波形进行hilbert变换，得到解析信号；

25、根据所述解析信号确定二维的频散能量图。

26、所述基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图的步骤，包括：

27、获取预设频率参数并设定高斯函数截断阈值；

28、根据所述预设频率参数和所述高斯函数截断阈值确定高斯滤波参数；

29、基于所述高斯滤波参数利用预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图。

30、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种提取高频面波群速度装置，所述提取高频面波群速度装置包括：

31、面波数据确定模块，用于根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据；

32、多重滤波模块，用于基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图；

33、高频面波群速度确定模块，用于根据所述频散能量图确定高频面波群速度。

34、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种提取高频面波群速度设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的提取高频面波群速度方法的步骤。

35、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的提取高频面波群速度方法的步骤。

36、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的提取高频面波群速度方法的步骤。

37、本申请根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据；基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图；根据所述频散能量图确定高频面波群速度。本申请能够最大限度地利用有限数据提取出较为可靠的面波群速度，是对当下面向大尺度应用或利用密集台阵进行背景噪声成像所涉及面波群速度频散提取技术的有效补充。

技术特征：

1.一种提取高频面波群速度方法，其特征在于，所述提取高频面波群速度方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的提取高频面波群速度方法，其特征在于，所述根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的提取高频面波群速度方法，其特征在于，所述根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据的步骤，包括：

4.如权利要求3所述的提取高频面波群速度方法，其特征在于，所述选取符合预设条件的震源-台站对的步骤，包括：

5.如权利要求1-4任一项所述的提取高频面波群速度方法，其特征在于，所述基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图的步骤，包括：

6.如权利要求1-4任一项所述的提取高频面波群速度方法，其特征在于，所述基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图的步骤，包括：

7.一种提取高频面波群速度装置，其特征在于，所述提取高频面波群速度装置包括：

8.一种提取高频面波群速度设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的提取高频面波群速度方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的提取高频面波群速度方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的提取高频面波群速度方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种提取高频面波群速度方法、装置、设备、存储介质及产品，涉及地球物理勘探技术领域，所述提取高频面波群速度方法包括：根据数据来源确定数据处理流程，按照所述数据处理流程对台站数据进行处理，得到面波数据；基于预设高斯滤波器对所述面波数据进行多重滤波，得到二维的频散能量图；根据所述频散能量图确定高频面波群速度。本申请能够最大限度地利用有限数据提取出较为可靠的面波群速度。技术研发人员：吴勃,姜明,尚正涛,赖叶平受保护的技术使用者：鹏城实验室技术研发日：技术公布日：2024/11/4