(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 108490486 A
(43)申请公布日 2018.09.04
(21)申请号 CN201810102546.6
(22)申请日 2018.02.01
(71)申请人 北京奥能恒业能源技术有限公司
    地址 100083 北京市海淀区知春路1号院学院国际大厦1503室
(72)发明人 杨晓 吕健飞 谢雄举 任景伦 马郡 王武
(74)专利代理机构 北京辰权知识产权代理有限公司
    代理人 郝雅娟
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种地震资料反演的方法及装置、设备
(57)摘要
      本发明涉及一种地震资料反演的方法及装置、设备。该方法建立基于l
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种地震资料反演的双滤子正则化方法,具体步骤如下:
正则化解决什么问题步骤1:对投影模型空间到观测空间的算子矩阵W进行奇异值分解,[U,∑,V]=svd(W),其中Σ=diag(σ<Sub>1</Sub>,σ<Sub>2</Sub>,...σ<Sub>n</Sub>)是矩阵奇异值,呈降序排列;U、V分别是m×m和n×n阶正交矩阵,U=(u<Sub>1</Sub>,u<Sub>2</Sub>,...,u<Sub>m</Sub>),V=(v<Sub>1</Sub>,v<Sub>2</Sub>,...,v<Sub>n</Sub>),<Image>即秩为r的m*n阶矩阵,r是W的数值秩,W的奇异系统可以记为{σ<Sub>i</Sub>,u<Sub>i</Sub>,v<Sub>j</Sub>};
步骤2:计算解的范数<Image>和残差的范数<Image>其中,σ是矩阵W的奇异值,α是正则参数,d
=WR+N,式中,d=(d<Sub>1</Sub>,d<Sub>2</Sub>,...,d<Sub>m</Sub>)<Sup>T</Sup>,R=(R<Sub>1</Sub>,R<Sub>2</Sub>,...,R<Sub>n</Sub>)<Sup>T</Sup>,N=(N<Sub>1</Sub>,N<Sub>2</Sub>,...N<Sub>m</Sub>)<Sup>T</Sup>;
步骤3:根据步骤2中解的范数和残差的范数(log||R<Sub>α</Sub>||<Sub>2</Sub>,log||WR<Sub>α</Sub>-d||<Sub>2</Sub>)绘制关系曲线,计算最优正则解。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述双滤子分别为Tikhonov滤波子和阈值滤波子。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述双滤子分别为Tikhonov滤波子和阈值滤波子的获取方法如下:采用Tikhonov正则化方法将弹性阻抗反演问题表达式简化为||WR-d||<Sub>2</Sub>→min形式,建立基于带l<Sub>2</Sub>范数约束的最优化模型:<Image>其中,K是规范化矩阵,为正定或半正定矩阵,R<Sup>0</Sup>为初始解,令其为0;α>0是正则化参数,最优化模型的极小解根据Picard定理可以写成下面的形式:<Image>其中,f<Sub>i</Sub>(α)是滤波子,Tikhonov滤波子在K为单位矩阵,即K=I的条件下,f<Sub>i</Sub>(α)选取如下形式:<Image>阈值滤波子则为:<Image>
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤3中计算最优正则解的过程中需要先确定最优正则化参数:绘制(log||R<Sub>a</Sub>||<Sub>2</Sub>,log||WR<Sub>α</Sub>-d||<Sub>2</Sub>)关系曲线,该曲线在log-log尺度下会存在一个明显的拐角,最优化正则参数所对应的值位于该曲线曲率最大值附近,通过寻该曲线最大曲率并依据硬阈值滤波子来确定最优正则化参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,曲线的曲率函数构建方法如下:令ρ(α)=log||WR<Sub>α</Sub>-d||<Sub>2</Sub>,θ(α)=log||R<Sub>α</Sub>||<Sub>2</Sub>,有关正则参数α的非线性函数如下<Image>其中,ρ′,ρ′′和θ′,θ′′分别为函数ρ(α)和θ(α)的一阶和二阶导数,<Image>称作参数α的曲率函数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述最优正则解的计算方法如下:利用Picard定理,采用Tikhonov滤波子<Image>获得正则解<Image>
7.一种地震资料反演的装置,其特征在于,所述装置包括:
奇异值分解模块:对投影模型空间到观测空间的算子矩阵W进行奇异值分解,[U,∑,V]=svd(W),
其中Σ=diag(σ<Sub>1</Sub>,σ<Sub>2</Sub>,...,σ<Sub>n</Sub>)是矩阵奇异值,呈降序排列;U、V分别是m×m和n×n阶正交矩阵,U=(u<Sub>1</Sub>,u<Sub>2</Sub>,...,u<Sub>m</Sub>),V=(v<Sub>1</Sub>,v<Sub>2</Sub>,...,v<Sub>n</Sub>),<Image>即秩为r的m*n阶矩阵,r是W的数值秩,W的奇异系统可以记为{σ<Sub>i</Sub>,u<Sub>i</Sub>,v<Sub>j</Sub>};
范数计算模块:计算解的范数<Image>和残差的范数其中,σ.是矩阵W的奇异值,α是正则参数,d=WR+N,式中,d=(d<Sub>1</Sub>,d<Sub>2</Sub>,...,d<Sub>m</Sub>)<Sup>T</Sup>,R=(R<Sub>1</Sub>,R<Sub>2</Sub>,...,R<Sub>n</Sub>)<Sup>T</Sup>,N=(N<Sub>1</Sub>,N<Sub>2</Sub>,...N<Sub>m</Sub>)<Sup>T</Sup>;
最优正则解获取模块:根据步骤2中解的范数和残差的范数(log||R<Sub>α</Sub>||<Sub>2</Sub>,log||WR<Sub>α</Sub>-d||<Sub>2</Sub>)绘制关系曲线,计算最优正则解。
8.一种地震资料反演的设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时可实现如权利要求1-6中任一项的方法。

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