基于RGB-IHS變換屬性融合技術在煤田構造解釋中的應用

謝建峰,李 君,秦永軍

(陜西省煤田物探測繪有限公司,西安 710005)

基于RGB-IHS變換屬性融合技術在煤田構造解釋中的應用

謝建峰,李 君,秦永軍

(陜西省煤田物探測繪有限公司,西安 710005)

地震屬性種類多，不同的屬性反映著不同的地質信息，利用單一地震屬性來解釋地質構造往往存在多解性，且會影響解釋的精度，而綜合幾百種不同屬性解釋地質問題，工作量大且不確定性多。把RGB-IHS變換引入到地震屬性解釋中，根據煤田構造解釋的特點，選取均方根振幅、相干體及調諧頻率體三種典型且常用的地震屬性來進行融合，綜合解釋地質構造可解決這一問題。實際應用效果表明，基于RGB-IHS變換的地震多屬性融合方法能夠很大程度上提高異常地質構造體的識別精度。

RGB-IHS變換；均方根振幅；相干體；調諧頻率體；地震屬性融合

由于地球物理勘探手段不可避免地存在多解性，利用單一地震屬性開展地質解釋問題往往容易產生偏差。為有效地利用地震屬性中包含的地質信息，降低不同地震屬性造成的多解性和不確定性，突出有利目標地質構造體的地震反射特征，經常會綜合多個地震屬性聯合解釋地質構造，多屬性融合技術就是目前運用不同屬性對地質構造異常體進行精細分析解釋的方法之一。

在一定儲層物性、地質規律、沉積特征的指導下，通過綜合考慮不同屬性的物理意義，選取表征不同儲層特征的屬性，將多個屬性經過RGB-IHS變換融合在一起，使融合后的屬性能同時考慮每一種屬性對儲層的影響，達到綜合解釋異常地質構造體的目的[1]。本文利用基于RGB-IHS變換的屬性融合技術，在煤田勘探的構造解釋中可降低異常地質構造解釋的多解性，提高小型異常地質構造的識別精度。

1 RGB-IHS變換的圖像融合技術

在色度學中，顏色信息通常用三種基本色來表示，還可用顏色的亮度和色度來描述。基于RGB-IHS變換的數字圖像融合將不同屬性獲取的同一地層切片圖像分別進行空間標準化，采用特定的數學算法重構像素代碼，映射到IHS空間進行融合，產生新影像的技術[2]。融合影像與原始影像相比，其色彩空間分辨率由256色提高到1 600萬色，可實現精細地質巖性解釋及構造識別。這種融合模式多用于相互獨立的地震屬性數據間融合，大大提高了煤田勘探中地質構造的識別精度。

圖1 基于RGB-IHS變換的數字圖像融合技術Fig.1 Digital image fusion with RGB-IHS transform

2 地震屬性特征分析

2.1 均方根振幅

均方根振幅是平均地震反射波振幅值平方和的算術平方根，反映了層序地層反射系數和儲層空隙流體的變化，它對地震波振幅絕對值大的振幅反映敏感[3-4]。在煤田構造解釋中煤層厚度變化或地質構造往往會造成均方根振幅值的異常變化。從圖2可以看出，在勘探區內均方根值有很多低能量值的區域，平面特征表現為橢圓形或者不規則形狀，結合地質情況分析有可能是陷落柱造成的煤層變薄或者下陷引起的均方根值變低或者異常。

圖2 山西某區均方根振幅沿層屬性平面圖Fig.2 Plan of RMS amplitude in Shanxi

2.2 地震相干體技術

地震相干是對相鄰地震道之間的地震屬性(如波形、振幅、頻率、相位等)相似程度的測量[5]。在煤田勘探中，對于斷層、陷落柱等構造，相干體技術是最為敏感的屬性，從圖3相干體切片中可以看出，在勘探區內有許多相干異常的反映，這種近似圓形或者橢圓形的特征一般就是陷落柱的平面響應。一般對于中大型的陷落柱識別，相干體是利用最多，也是最有效的地震屬性。通過相干體技術在勘探區內共解釋陷落柱11個。

圖3 山西某區地震相干體沿層屬性平面圖Fig.3 Plan of seismic coherentcube of some area in Shanxi Province

2.3 調諧頻率體

頻譜分解技術的物理意義是薄層反射系統產生的復雜諧振-頻陷現象，其原理是將反射波信號從時間域變換到頻率域后進行觀測[6]。本文采用小波變換的方法將時間域數據體變換到頻率域的調諧體。通過分析反映薄層干涉特征的頻率調諧體和切片，尋找地質體的橫向延伸規律，展開對地質體的定性分析。圖4可以看出，調諧振幅體在30Hz沿T3層出現明顯的高能量(黃色)的異常變化特征，結合地質資料分析，認為是掘進中的巷道引起的地震調諧響應。

圖4 山西某區地震相干體沿層屬性平面圖Fig.4 Attribute plan of seismic coherence cube in some area in Shanxi Province

3 基于RGB-IHS變換的屬性融合的應用

3.1 屬性融合的實現

均方根振幅、相干體和調諧頻率體在反映地質異常、構造特征方面各有優勢，但均無法全面顯示多種地質信息，對這三種屬性進行降噪、歸化處理后，通過特定的算法對其進行RGB-IHS變換融合。通過不同的RGB映射方式進行對比分析，最終選擇相干體對應于G，調諧頻率體對應于R，均方根振幅對應B，調節IHS空間中的明度、色度和飽和度，從而生成多屬性融合體[7]。

3.2 屬性融合的效果分析

本文采用的是山西某煤礦的三維地震資料，地震資料品質較好。首先提取主采煤層3號煤層對應的T3反射波的均方根振幅切片、相干切片及30 Hz調諧頻率切片，其次根據前述的融合方法進行多屬性融合。

利用生成的融合體得到沿層多屬性平面圖，結合地質資料分析，圖5中紅色為已掘進巷道帶來的地震異常干擾。在這個異常以外利用單一屬性解釋陷落柱11個，而利用融合屬性共解釋陷落柱15個，目前進一步解釋的4個陷落柱中已有3個被揭露，均與地震解釋的位置一致，其中解釋最小的陷落柱長軸直徑僅為18 m。從融合屬性的解釋成果來看，經過融合的屬性提高了提取陷落柱等地質異常體的識別能力，使其特征更為明顯。

圖5 山西某區基于RGB-HIS變換多屬性融合平面圖Fig.5 Plan of multi-attribute fusion on RG-HIS transform in some area in Shanxi Province

4 結束語

通過在煤田勘探中常用的幾種典型屬性的融合，多角度去觀察分析異常地質構造體的地震響應特征，通過融合屬性同時突出多種的地質構造體，進一步提高了煤田構造解釋中地震屬性對地質構造異常體的識別精度。多屬性融合技術借助RGB顏色空間和IHS色彩空間的相互映射，解決了單一屬性到綜合屬性分析的問題，大幅度地減少多種屬性對比解釋的工作量，降低了構造解釋中的多解性。

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LI Tingting,WANG Zhao,MA Shizhong,etal.Summary of Seismic Attributes Fusion Method[J].Progress in Geophysics.2015(1):378-385.

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CHEN Jun， CHENG Jinxing.Method of Seismic Attribute Fusion Based on RB-IHS Transform[J].Journal of Oil and Gas Technology,2014(11):69-73.

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LI Yanfang,CHENG Jianyuan,ZHU Shujie,etal.Seismic Multi -attribute Analysis Based on RGB Colorblending Technology [J]. Journal of China Coal，2009(11):1512-1516.

ApplicationofSeismicAttributeFusionTechnologyonRGB-IHSTransforminTectonicInterpretationinCoalField

XIEJianfeng,LIJun,QINYongjun

(ShaanxiCoalGeophysicalProspecting,SurveyingandMappingCo.,Ltd.,Xi’an710005,China)

There are many seismic attributes and each attribute reflects different geological information. While explaining geological structure by one single seismic attribute is usually multi-solution and affects interpretation accuracy,explaining by several hundreds of attributes combined will generate huge workload and many uncertainties. If RGB-IHS transform is introduced into the seismic attribute interpretation,RMS amplitude,coherent cube and frequency tuning body could be integrated to explain the geological structure. The field application shows that the seismic attribute fusion technology could greatly improve the identification precision of abnormal geological structure.

RGB-IHS transform; RMS amplitude; coherent body; frequency tuning body; seismic attribute fusion

1672-5050(2017)01-0023-03

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.02.007

2016-12-21

謝建峰(1972-)，男，陜西咸陽人，大學?？?，助理工程師，從事煤田地質勘探工作。

P631.4

A

(編輯:樊 敏)