Методы прослеживания первых вступлений по отношению энергий.
Энергетические методы предназначены для автоматического определения времен первых вступлений на сейсмограммах ОПВ и ОУ.
Алгоритмы использует отношение энергии в переднем окне (большие времена) к энергии в заднем окне (меньшие времена). Это отношение S=S1/S2 обычно максимально тогда, когда заднее окно еще находится в зоне шума перед первыми вступлениями, а переднее окно - уже в области первых вступлений.
Потенциальные проблемы для программ прослеживания этого типа:
1. Появление фальшивых отметок в зоне шума перед первыми вступлениями, вызванных, например, шагами или порывом ветра. Чтобы избежать появления этих фальшивых отметок, отношение энергий стабилизируется добавлением процента энергии полной трассы к энергии в заднем окне.
2. Появление фальшивых отметок в зоне шума перед первыми вступлениями на бракованных трассах.
3. Появление фальшивых отметок после истинного времени первых вступлений вследствие остановки алгоритма на последующих волнах, амплитуда которых превышает амплитуду первых вступлений. Чаще всего, это поверхностные, каналовые или прямые волны.
Практически все процедуры автоматического прослеживания первых вступлений основаны на одном из методов. Для получения более достоверного результата в пакете ProMAX используется девять проходов метода ENERGY RATIO (ER) - Простого метода отношения энергий. В отдельных проходах изменяются размеры окон. Результат определяется как медианное значение из девяти определений времен первых вступлений.
В программе HEADW предлагается автоматическое прослеживание первых вступлений по 10 различным методам. Результат определяется после обработки данных всех методов.
Настройка каждого метода осуществляется перебором методов на нескольких сейсмограммах РУ.
1.
Coppens's method (CM) - Метод Куппенса.
2. Joint Energy Ratio (JER) - Метод Соместного Отношения Энергий.
3. Entropy method (EM) - Метод энтропии.
4. Fractal-dimension method (FDM) - Метод фрактальной размерности.
5. STA/LTA RATIO (SLT) - Метод отношений энергии в коротком окне к энергии в длинном окне.
6. ENERGY RATIO (ER) - Метод отношения энергий.
7. MODIFIED ENERGY RATIO (MER) - Модифицированный метод соотношения энергий.
8. Akaike Information Criterion (AIC) - Информационный Критерий Акайка.
9.
Multi-Time Windows Energy Ratio
Method - Многооконный метод.
10.
Phase arrival identification-Kurtosis (PAI-K) - Фазовая идентификация по Эксцессу распределения.
Во всех методах рекомендуется применять дополнительно фильтр EPS.
Параметры:
First Break Picking Mode один из 10 перечисленных выше методов прослеживания первых вступлений.
Short Window (ms) - Длина короткого окна (переднее окно) для расчета энергии в мсек.
Определяется энергия S1.
Long Window (ms) - Длина длинного окна (заднее окно) для расчета энергии в мсек.
Определяется энергия S2.
Shift of Delayed Window (ms) - Опережение третьего окна для расчета энергии в мсек.
Определяется энергия S3 в Многооконном методе.
EPS Filter Length (samples) - Длина оператора фильтра EPS в дискретах.
Если 0, то фильтр EPS не применяется.
FDM Lag Distanse Number - Количество задержек в методе FDM.
Должно быть не менее 4 и кратно 4. (4, 8, 12, ..., 100). С увеличением этого значения определяемое время первого вступления незначительно уменьшается.
Power ratio stabilization factor (%) - Фактор стабилизации отношения энергий в процентах.
(0 – 100). По сути, это процент белого шума, добавляемый к входной трассе.
Mode Weight - Предполагаемый вес выбранного в окне-списке метода
при дальнейшем автоматическом прослеживании вступлений на всех сейсмограммах.
Shift the pick down - Сдвигать отметки для улучшения их согласованности на зашумленных данных.
• No: Не сдвигать полученную отметку первого вступления. Это
действительное вступление сейсмической энергии.
• Peak: Сдвинуть полученную отметку вниз к ближайшему
положительному экстремуму.
• Trough: Сдвинуть полученную отметку вниз к ближайшему
отрицательному экстремуму.
Energy Power (L1 or L2) - Степень суммируемых отсчетов при расчете энергии.
L1 – суммирование модулей отсчетов.
L2 – суммирование квадратов отсчетов.
Min Power - Исли максимальное значение отношения S1/S2 меньше этого значения,
то определенное время вступления отбраковывается. При нулевом значении пропускаются все значения S=S1/S2.
Get First break pick Windows from File - Получить окна поиска вступлений из текстового файла.
При включенном переключателе окна поиска первых вступлений берутся из файла, полученного в режиме Pick Windows.
Select pick Windows FILE - Выберите файл параметров временных окон.
Это окно доступно при включенном флажке Get First break pick Windows from File.
First break pick Windows - Окно поиска первых вступлений.
Доступно при отключенном флажке Get First break pick Windows from File. Указывается пространственно-временное окно, в котором нужно искать вступления.
Задается в следующем формате:
Offset1,Time1,Time2,Offset2,Time1,Time2
Где Offset - удаление ПП-ПВ в метрах (абсолютное значение);
Time1,Time2 - начало и конец окна в мсек.
Примеры:
1. Окно с включенной процедурой LMO: 550,0,500,3000,0,500
1. Окно без процедуры LMO: 550,0,500,3000,400,900
Minimum refraction velocity - Минимальная скорость в преломляющем слое.
Задайте минимальную скорость в преломляющем слое (м/сек) для ограничения диапазона поиска первых вступлений. Ввод 0 отключает эту функцию. Имеет смысл только при отсутствии в задании на обработку процедуры LMO.
Maximum refraction velocity - Максимальная скорость в преломляющем слое.
Задайте максимальную скорость в преломляющем слое (м/сек) для ограничения диапазона поиска первых вступлений. Ввод 0 отключает эту функцию. Имеет смысл только при отсутствии в задании на обработку процедуры LMO.
Maximum of traces in Corr Portion - максимальное значение порции трасс
для определения медианых значения T0 и VГР в скользящем окне при попытке устранить аномальные отскоки пропикированных времен. Устраняются значения, отклонения которых от медианного прямолинейного отрезка превышают два окна прослеживания Picking Window. По умолчанию параметр равен четверти длины расстановки. Размер порции должен быть примерно равным длине участка, на котором допустима аппроксимация годографа прямолинейным отрезком с погрешностью Picking Window*2. Если =0, То устранение отскоков не производится.
Edit Phase Misstates - Если включен этот переключатель,
то программа попытается при положительном значении параметра Maximum of traces in Corr Portion устранить фазовые переходы в годографе. Применение способа требует осторожности. В скользящем окне Maximum of traces in Corr Portion определяются в L1 норме значения годографа преломленной волны - T0 и VГР . Получаем параметры медианных годографов участков преломленной волны. Из пропикированнного годографа устраняются значения, отличающиеся от прямолинейного полученного отрезка на величину, превышающую удвоенное значение параметра Picking Window в диалоговых окнах Редактирование текущего задания и Save Picked Curve.
Напоминаем, что Процедура начинает работать со времени.
Time=минимальное время первого вступления - ширина окна.
При прослеживании вступлений на малых удалениях «увеличить» время первых вступлений можно процедурой LMO.
Кнопки Load Optimum и Save Optmum позволяют загружать и сохранять подобранные параметры по выбранному методу для дальнейшего автоматического прослеживания первых вступлений на всех сейсмограммах. Оптимальные параметры сохраняются в файле-задании в секциях [MODE_xx], где xx - номер (индекс) метода в COMBO списке.