地震匹配追蹤技術與應用研究進展

張繁昌,蘭南英,李傳輝,印興耀,吳國忱

(1.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院,山東青島266580;2.中國地質大學(北京)地球物理與信息技術學院,北京100083)

匹配追蹤作為一種數據投影分解方法,能夠依據非平穩信號自身的特點,將信號在超完備匹配子波庫中自適應展開,從而詳細研究信號的局部特征。地震信號是一種非平穩信號,利用匹配追蹤將其分解成線性無關的匹配子波,對于精細分析地震信號在不同傳播時間的局部特征、挖掘地震信號所蘊含的地球物理信息具有重要意義。匹配追蹤算法由MALLAT等[1]提出,開啟了信號自適應稀疏分解的先河,該算法基于Gabor匹配子波庫。隨后,CHAKRABO-RTY等[2]將匹配追蹤引入到地震信號分析中,實現了地震信號的自適應分解。然而,Gabor匹配子波波形與地震子波相差較大,不利于地震信號的分解。基于此,LIU等[3-4]先后以Ricker子波和Morlet小波構建超完備匹配子波庫,邁出了匹配追蹤快速分解的第一步。匹配追蹤屬于貪婪迭代算法,每次迭代的全局遍歷尋優是制約分解效率的關鍵因素。為解決此問題,LIU等[5]提出了動態最優搜索策略,以瞬時屬性作為先驗約束,降低了各控制參數的搜索區間;WANG[6]給出了三步法匹配追蹤算法,加快了計算效率;陳發宇等[7]建立了以頻率為主導的匹配子波搜索方式,減少了迭代尋優的計算量;張繁昌等[8]利用Schmidt方法對匹配子波進行正交變換,降低了超完備匹配子波庫的冗余;王珺等[9]、蔡涵鵬等[10]及劉霞等[11]引入不同進化算法,實現了匹配子波的直接選取;張繁昌等[12]提出了雙參數匹配追蹤,進一步減少了控制參數的掃描;LI等[13]、王聰等[14]以及鄧世廣等[15]分別并行實現了多匹配子波同時搜索?！?br>