基于VMD和GA-SVM的矿井地震自适应噪声压制方法
王勃1
申思洪任2
蔚立元3
刘盛东4
曾林峰3
1.中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;深地科学与工程云龙湖实验室,江苏徐州 2211162.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 2211163.中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州 2211164.中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116
摘要：煤矿井下地震信号往往呈现出复杂的波场特性且伴随着大量噪音干扰,导致地震信号的初至拾取精度降低,从而影响地震数据的反演与解释.针对复杂干扰环境下采集的低信噪比地震信号,提出了基于变分模态分解(VMD)和遗传算法优化支持向量机(GA-SVM)的地震噪声压制与初至提取方法,以提高煤矿井下复杂噪声条件下的地震信号质量.采用变分模态分解对含噪地震信号进行自适应分解,得到数个的变分模态分量(IMF);对VMD分解得到的IMF分量进行特征提取,将提取所得的信号特征作为信号有效性判别的依据;利用遗传算法对支持向量机模型进行优化,得到最优的惩罚因子c与核函数参数g;利用优化后的支持向量机模型对IMF分量进行有效性判别并将有效分量重构成高信噪比信号;通过对人工加噪的地震信号应用噪声压制算法,煤矿井下常见的不同类型噪声被有效地压制,验证了算法的可行性;对矿井巷道实采的地震记录进行噪声压制处理,有效地压制了数据中的干扰噪声,极大程度地提高了地震记录的信噪比,使初至拾取得更加准确.结果表明,基于VMD和GA-SVM的地震噪声压制方法可以很好地提取含噪地震记录中的有效信号,提高初至拾取精度,在矿井复杂干扰条件下具有显著的应用潜力,对解决矿井复杂干扰条件下的地震勘探问题有重要意义.
关键词：矿井地震勘探噪声压制初至拾取变分模态分解遗传算法优化支持向量机
分类号：TD32(矿山压力与支护)P631.4(天文学、地球科学)
资助基金：国家自然科学基金(42174165)国家重点研发计划(2021YFC2902003)
论文发表日期：2024-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1530-1538 )
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