一種基于曲波域的壓縮感知降噪方法及其在水庫氣槍信號中的應(yīng)用*

張 帥，楊潤海，張 演，張惠菊，姚 遠(yuǎn)，沈婭宏，李 平

(1.云南省地震局，云南 昆明 650224；2.開遠(yuǎn)市地震局，云南 開遠(yuǎn) 661699)

0 引言

利用地震波研究地球內(nèi)部介質(zhì)變化依賴于重復(fù)性震源，使用天然重復(fù)震源進(jìn)行介質(zhì)變化測量的時(shí)間、空間分辨率及精度都受到一定程度的限制，而大部分人工震源監(jiān)測研究主要集中于淺層地殼(王寶善等，2016)。近年來，利用氣槍重復(fù)震源研究地球深淺部結(jié)構(gòu)和介質(zhì)變化成為一種有效手段。大容量氣槍震源與其它震源相比，有著激發(fā)性能高、低頻成分豐富、可重復(fù)性好、綠色環(huán)保、安全效能高等特點(diǎn)(Wang，2016，2020；Chen，2017；陳颙等，2007；王偉濤等，2017)，應(yīng)用前景十分廣闊。

在氣槍源探測過程中，地震波速變化測量本質(zhì)是要解決數(shù)字信號處理的時(shí)延估計(jì)問題，其中信噪比是影響信號波速測量精度的關(guān)鍵(楊潤海等，2020；蔣生淼等，2017)。而實(shí)際地震記錄信號由于存在隨機(jī)干擾和能量衰減，具有一定的非平穩(wěn)性，同時(shí)氣槍震源能量有限，傳播距離較遠(yuǎn)時(shí)信號信噪比低，甚至難以辨認(rèn)(向涯等，2019；李孝賓等，2017；徐逸鶴等，2016)。在波速變化的計(jì)算過程中，為了提高信噪比，通常會(huì)對信號進(jìn)行濾波和疊加等處理(劉自鳳等，2015；葉泵等，2017；譚俊卿等，2020；Xiang，2019)，但由于部分臺站距離太遠(yuǎn)，有效信號往往湮滅在噪聲之中，利用傳統(tǒng)降噪方法處理后的信號信噪比仍然較低，導(dǎo)致波速變化的計(jì)算結(jié)果誤差較大，甚至不能反映真實(shí)的介質(zhì)變化情況。因此，運(yùn)用新的降噪方法壓制噪聲，仍是提高地震資料信噪比和增強(qiáng)信號測量精度的主要途徑。……