地震信号的高维张量正则化方法研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE201522180303密级分类号注ＵＤＣ—＾学位论文地震信号的高维张量正则化方法研究（题名和副题名）陈全（作者姓名）指导教师姚兴苗副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士＿＿工程领域名称电子与通信工程

2、提交论文日论文答辩日期Ｈ５辦”技大学＾辟乂月学位授予单位和日期电子科答辩委员会主席＿评阅人《ＤＣ》的类号。注１：注明国际十进分类法ＵResearchOnRegularizationMethodOfTheHighDimensionalTensorOfSeismicSignalsAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineer

3、ingAuthor:QuanChenSupervisor:XingmiaoYaoSchool:SchoolofResourcesandEnvironment独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：？全日

4、期：年ＪＴ月对日不论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）．：作者签名：踩名导师签名＾曰期：列“年＞月地曰摘要摘要随着现代社会的发展与进步，石油、天然气等能源的勘探与开采技术也得到了极大的发展。但

5、是受限于勘探技术的发展，以及野外恶劣的探测条件所影响，实际勘探中采集到的地震数据通常伴随着大量缺失。而不完整的地震数据会严重影响油气开采的后续工作，由此引出了国内外学者广泛关注的地震数据重构问题。并从地震数据固有的低秩、稀疏等特性出发提出了许多不错的优化算法。但是随着油气勘探的不断推进，现有储油地区地下结构越来越复杂。为了更准确的探测地下结构，对勘探水平要求提高的同时，对地震信号重构算法的重构性能也提出了更高的要求。本文针对叠后地震数据从低秩先验约束和数据驱动两个角度提出了两种不同的地震信号重构算法，以提高地震数据重

6、构质量。1．本文提出了一种基于低秩张量分解的正则化方法。该方法通过一种新的张量分解模型将低秩性约束与Hankel变换合理的结合起来。低秩张量分解模型本身对数据低秩性要求比较苛刻，而Hankel变换恰到好处的将数据的低秩性进行了增强。在此基础上，本文针对有噪和无噪叠后地震数据的重构问题，分别设计了不同的求解算法。其中无噪版算法NHAM在数据低秩性满足算法要求的情况下，恢复精度比同类算法高出4∼5个数量级。本算法在保证重构精度的同时，极大的优化了算法的求解速度；有噪版算法DHAM由于求解过程引入了大量矩阵变换和扩展操作，

7、使得求解速度相对较慢，但是能保证重构的同时提高数据的信噪比。从而可以根据不同的需求调整恢复策略，达到理想的重构效果。2．由于现有以低秩约束正则化的算法模型不能完全拟合地震数据本身的特征，本文提出了一种新的生成对抗网络结构：3D张量补全网络。该网络从地震数据本身出发，通过迭代训练拟合缺失张量与完整张量对间的映射关系，达到输入缺失数据求得其重构结果的目的。为了充分的利用叠后地震数据的高维空间信息来重构地震数据，在网络结构中引入了三维卷积核操作来实现张量补全的目的。并通过Adam算法优化网络参数，batchnormaliz

8、e等方法优化网络参数的收敛速度。在经过大规模样本数据训练后的补全网络，因为模型中抽象出了足够多的地震数据特征，即便数据体本身不满足低秩模型的低秩约束情况下，也通过观测数据很好的重构出完整数据体。关键词：地震信号重构，数据驱动，深度学习，生成对抗网络，低秩张量分解IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentandprog