Seismic Unix軟件在《地震勘探》課程中的運用

薛霆虓

摘 要：《地震勘探》課程因為其對學生數學基礎要求較高，也較為抽象，故常規的教學效果往往很難令人滿意。針對這些難點，教師提出利用地震勘探專業優秀的免費軟件Seismic Unix，結合多媒體硬件，能非常方便地實現地震勘探多種數據處理技術，可視化極強，便于學生理解較為抽象的物理概念和技術細節。

關鍵詞：地震勘探；Seismic Unix；課程

《地震勘探》是很多理工科院校地球科學專業的基礎課程，也是和生產結合緊密的一門專業課，對學生的數學和物理基礎要求比較高，而且具有一定的抽象性。因此，要在短暫的一學期或者兩學期的時間內教授完成地震勘探方方面面的內容，讓學生對地震勘探的原理和方法較為熟悉，并基本掌握實際的操作過程，具有較大的難度。

本人根據教學和科研的經驗，認為本課程的難點有以下幾點。

1. 數學要求較高

數學基礎要求較高。比如，地震波滿足波動方程，而波動方程的推導和解法是一個難點；再如，面波勘探中面波產生的原理和面波勘探的方法也是較為抽象，不太容易理解。

2. 教學內容繁多

地震勘探方法經過多年的發展，技術逐漸豐富和完善。從運用不同震相分，簡單可以分為折射波勘探、反射波勘探和面波勘探等。而深部勘探法中，內容也非常豐富，整個反射波地震數據處理過程就包括了抽道集、濾波、反褶積、動靜校正、速度分析、疊前或者疊后偏移、解釋等過程。很多過程原理都比較抽象，技術也較為復雜。教師如果以填鴨式的方法教學，往往收不到滿意的效果。

為了在有限的教學時間內保質保量地完成教學任務，讓學生能夠清晰地了解地震勘探的物理概念和技術細節，需要運用多種教學方式加強教學效果。隨著多媒體教學的普及，教師充分利用多媒體，可以在課堂上充分細致地講解教學內容，也能讓學生更加形象地思考課程要點和難點，更有利于對知識點的掌握。

當然，僅有教學的多媒體硬件是不夠的，還需要配備適當的教學軟件才能起到好的教學效果。地震勘探領域中有著多種商業軟件，但這些軟件多為企業設計，價格也相當昂貴，不適合教學。此外，這些商業軟件不提供源代碼，也不利于學生和教師進一步地了解技術細節。幸運的是，也有少量的免費的地震勘探領域內的軟件問世。其中比較著名的也較常用的軟件是斯坦福大學開發的SEPlib地震勘探軟件和科羅拉多礦業學院開發的Seismic Unix軟件。這些軟件集合了多人的智慧，為廣大的從事地震勘探教學和研究的人員提供了一個學習和開發的環境。特別重要的是，這些軟件都無償提供了程序源代碼，為初學者提供了很大的學習便利，也非常有利于科研人員在此基礎上進行開發。

下面主要以Seismic Unix軟件為例，說明此軟件在教學上的運用。

Seismic Unix地震數據處理系統（簡稱SU軟件包）是由美國科羅拉多礦業學院和斯坦福大學人員開發的軟件。此軟件包由SEG、科羅拉多礦業學院地球物理工程系波場研究中心和天然氣研究所等組織支持，里面集成了地震勘探方方面面的技術代碼，在Linux系統下可以較為方便地進行編譯和運行。

如果只是運用課堂教學，暫時可以不用考慮程序原碼，只需在命令行中敲入命令，便可方便地實現濾波、增益、剪切、反褶積、速度分析、疊加、偏移等常用的數據處理過程。而且SU軟件包提供了完美的圖像顯示功能，非常適合運用在多媒體教學中。

此外，SU軟件包還提供了人工合成地震命令，可以較為方便地進行建模、地震波模擬、地震記錄的合成，這為教學和科研提供了極大的方便。因此，教師和學生可以方便地模擬出自己設計模型中的地震記錄以及地震傳播過程，使學生更加容易理解地震波的傳播行為和地震記錄的產生原理。同時，可以利用此人工地震記錄，進行地震數據處理，如濾波、反褶積、速度分析和偏移成像等。

下面以一個例子加以說明。本例子是利用SU軟件包合成地震記錄，然后對此記錄進行后續的處理。具體的步驟如下：（1）構制模型；（2）使用susynlv等命令生成地震合成記錄；（3）附道頭字，便于后續處理；（4）選排，將炮集記錄轉換成CDP道集記錄；（5）使用頻率濾波等方法消除各種噪聲影響；（6）速度分析，抽道集進行速度分析；（7）動校正；（8）疊加，疊加的結果為自激自收的時間剖面；（9）偏移，將自激自收的時間剖面轉換為深度剖面，使同相軸歸位，最終用于地質解釋。

當然，Seismic Unix軟件包是在Linux系統下運行的，需要對Linux系統有一點的了解。相信結合Seismic Unix軟件包，必將對地震勘探課程的教學提供很大的幫助。

[注：桂林理工大學科研啟動基金（0024010

03302）資助]

（桂林理工大學地球科學學院）