【摘 要】
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利用地震波形资料来反演地球内部结构是地震学成像领域最先进的反演方法之一,为了克服噪音和非线性对反演收敛速度的影响,需要选择满足一定条件的地震波形时间窗口进行反演。然而传统的时窗拾取方法已不能满足海量数据反演时的效率要求,需要发展更加智能、高效的波形拾取方法。近年来,人工智能技术在各个领域都得到广泛的应用。基于神经网络对数据特征的学习能力,本文采用了一个全卷积神经网络,用以自动拾取复杂的地震波信号。
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利用地震波形资料来反演地球内部结构是地震学成像领域最先进的反演方法之一,为了克服噪音和非线性对反演收敛速度的影响,需要选择满足一定条件的地震波形时间窗口进行反演。然而传统的时窗拾取方法已不能满足海量数据反演时的效率要求,需要发展更加智能、高效的波形拾取方法。近年来,人工智能技术在各个领域都得到广泛的应用。基于神经网络对数据特征的学习能力,本文采用了一个全卷积神经网络,用以自动拾取复杂的地震波信号。我们从实际勘探地震数据中选择了37960条地震波形数据样本,每个数据样本重采样为4992个采样点。先通过使用基于长短时窗比(STA/LTA)的传统方法(PYFLEX软件)标记波形的时间窗口位置,再经过人工手动优化样本标记结果,从而生成网络训练的数据集。我们搭建了36个卷积层,其中有7个降采样部分和7个上采样部分,经过1000次迭代训练之后我们的网络可以达到较好的识别效果,而且预测每条地震记录相比于传统方法快大约10000倍。面对百万级的勘探地震数据样本,我们的方法比传统方法具有不可比拟的优势,这将为全波形反演方法中的时间窗口选取提供更高效的技术支撑。
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