地震勘探原理第5章地震波处理方法
地震测绘技术的原理和数据处理方法
地震测绘技术的原理和数据处理方法地震是地球内部能量释放的结果，是地球自然界最为猛烈、破坏性最大的自然灾害之一。
为了准确地预测和评估地震的发生概率和强度，科学家们开发了地震测绘技术。
本文将介绍地震测绘技术的原理和数据处理方法。
地震测绘技术的原理主要基于地震波传播和反射原理。
地震波是地震能量在地球内部传播时产生的波动，它包括主要的纵波（P波）和剪切波（S波），以及次要的面波（L波）。
地震测绘技术通过记录和分析地震波在地球内部传播的速度、方向和振幅等信息，来推断地壳的结构和物质的性质。
地震测绘技术的核心是地震仪。
地震仪（Seismograph）是用于记录地震波的仪器。
它通常由感应器和记录器两部分组成。
感应器是用于检测地震波的传播信息的装置，可以通过测量地震波引起的地面振动来获取数据。
记录器是用于记录感应器所产生的信号，并将其转化为可读取的图形或数据。
地震仪可以通过反射和折射等原理来确定地下物体的性质和分布。
当地震波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射和反射。
通过测量不同方向和震源距离下的反射和折射信息，可以绘制地下层次结构的剖面图。
这对于城市规划、石油勘探和地质灾害的预测等都有重要意义。
地震数据处理是地震测绘技术的重要环节。
它包括数据的收集、去噪、校正和解释等步骤。
数据的收集是通过部署地震仪网络来进行的。
地震仪网络通常由多个地震仪站点组成，这些站点会同时记录地震波的传播信息。
通过将不同站点的数据进行对比和分析，可以得出更准确的结论。
数据的去噪是为了排除由于其他因素造成的地震数据中的干扰信号。
例如，地震仪可能受到人为活动、风力和地质活动等因素的影响，这些干扰信号需要通过滤波等方法去除。
数据的校正是为了消除地震仪自身的测量偏差和不同地震仪站点之间的差异。
通过对数据进行合理的校正，可以获得更准确的地震波传播信息。
数据的解释是将地震波传播信息转化为有关地下结构的解释和推断。
解释数据需要借助地震学的理论和模型，以及其他地学知识。
地震勘探原理和方法
地震勘探原理和方法地震勘探是一种通过地震波的传播和反射来探测地下结构的方法。
通过地震勘探，可以获取地下地质信息，如油气资源、地下水等。
其原理是通过地震波在地下的传播和反射，来获取地下结构的信息，从而进行地质勘探。
地震勘探的原理主要包括地震波的产生和传播，以及地震波在不同媒介中的传播速度和反射、折射等现象。
地震波可以通过不同的方法产生，例如在地面上布设震源装置，如地震仪或爆炸物等，通过地面振动产生地震波。
地震波的传播是通过地下介质的传导来实现的。
地震波的传播速度取决于介质的密度、弹性模量等特性。
当地震波遇到介质边界时，会发生反射、折射和透射等现象。
反射是地震波遇到界面时一部分能量反射回来的现象；折射是地震波遇到介质边界发生方向改变的现象；透射是地震波穿过介质边界后继续传播的现象。
地震勘探的方法主要包括地震勘探测井、地震勘探剖面和地震勘探阵列等。
地震勘探测井是通过在地下钻探井口并向井内注入震源来产生地震波，然后通过井中的测震仪记录地震波。
这种方法可以获取井内和井周围的地下结构信息，用于勘探油气资源等。
地震勘探剖面是通过在地表上布设震源和接收器，在不同位置上记录地震波的传播情况。
这些记录的数据可以通过地震处理和解释来获取地下结构的信息。
这种方法可以获取地质信息和油气资源等。
地震勘探阵列是将多个地面震源和接收器布设在一定区域内，同时记录地震波的传播信息。
通过对地震波的分析和解释，可以获取地下结构的信息。
这种方法可以用于地震监测和地震研究等。
地震勘探还可以通过数据处理和解释来获取更详细的地下结构信息。
数据处理包括地震波形记录的处理、去除噪声等。
数据解释包括地震波传播路径的解释、地震反射地震震相的解释等。
总之，地震勘探是通过地震波的传播和反射来获取地下结构信息的一种方法。
通过不同的方法和技术，可以获取地质信息和油气资源等。
地震勘探具有广泛的应用领域和重要的地质意义。
地震勘探原理和方法
地震勘探原理和方法地震勘探是一种地球物理勘探方法，通过研究地震波在地壳中的传播规律来推断地下岩层的性质和形态。
本文将介绍地震勘探的基本原理和方法，包括地震波传播原理、地震波探测方法、数据采集技术、数据处理技术、地质解释技术、地球物理测井技术和地震勘探仪器设备等方面。
1.地震波传播原理地震波是指地震发生时产生的波动，包括纵波和横波。
纵波是压缩波，在地壳中以波的形式传播，横波是剪切波，在地壳中以扭动的方式传播。
当地震波在地壳中传播时，遇到不同密度的岩层会发生反射、折射和透射等现象，这些现象是地震勘探的基础。
2.地震波探测方法地震波探测方法包括折射波法和反射波法。
折射波法是通过测量地震波在地壳中传播的速度和时间来推断地下岩层的性质和形态。
反射波法是通过测量地震波在地壳中反射回来的信号来推断地下岩层的性质和形态。
在实际应用中，通常采用折射波法和反射波法相结合的方式来提高地震勘探的精度和分辨率。
3.数据采集技术数据采集技术是地震勘探的关键之一，它包括野外数据采集和室内数据采集。
野外数据采集是在野外布置观测系统，通过激发地震波并记录地震信号来进行数据采集。
室内数据采集则是在室内通过计算机系统对野外采集的数据进行处理和分析。
4.数据处理技术数据处理技术是地震勘探的关键之一，它包括预处理、增益控制、滤波、叠加、偏移、反演等步骤。
预处理包括去除噪声、平滑处理等；增益控制包括调整信号的幅度和相位；滤波包括去除高频噪声和低频干扰；叠加是指将多个地震信号进行叠加，以提高信号的信噪比；偏移是指将反射回来的信号进行移动，以纠正地震信号的偏移；反演是指将地震信号转换为地下岩层的物理性质，如速度、密度等。
5.地质解释技术地质解释技术是地震勘探的关键之一，它包括构造解释、地层解释和储层解释等方面。
构造解释是指根据地震信号推断地下岩层的构造特征和形态；地层解释是指根据地震信号推断地下岩层的年代、沉积环境和地层组合；储层解释是指根据地震信号推断地下油气储层的性质和特征。
地震学中的地震波形分析和处理
地震学中的地震波形分析和处理地震是自然灾害中破坏力最大的一种，不仅会造成严重的人员和财产损失，还会给社会带来长期的影响。
因此，地震研究一直是地球科学研究的重要领域。
而地震波形分析和处理是地震研究中的一项核心技术，也是研究地震发生机制、地震预警和地震勘探等方面不可缺少的工具之一。
地震波形是地震事件产生的振动信号在地球内部和表面传播过程中所形成的物理量的变化。
地震波形的采集可以通过使用地震仪等设备进行观测，或者在地震监测网络中收集已有的监测记录。
而地震波形分析和处理则是利用现代计算机处理技术来对这些波形数据进行分析和解释的过程。
一、地震波形的预处理在进行地震波形分析之前，通常需要先对原始数据进行一些必要的预处理。
这包括以下几个步骤。
1.去除噪声由于地震波形数据通常被混入了大量的噪声，因此需要进行一定的噪声滤波处理。
这可以使用不同的滤波算法进行实现，例如低通、带通、高通滤波等。
2.去除地面效应地面效应是指地震波在到达地面表面后反射和折射的影响，从而使得观测的波形数据中出现了不同程度的畸变。
一般情况下，可以采用去垂直分量、垂直和水平分量之比等方法来进行去除地面效应的处理。
3.时间对齐由于地震波形数据通常是在不同位置和不同时间采集的，因此需要将它们进行时间对齐。
这可以通过交叉相关、微震事件对其等方法来实现。
二、地震波形的特征提取地震波形的特征提取是指对地震波形数据中所含有的某些频谱特征、时间特征、振幅特征等进行计算和分析，以便从中获取有关地震事件的信息。
常见的地震波形特征包括以下几个方面。
1.频谱特征频谱特征指地震波形中所包含的不同频率分量和能量分布。
通过对频谱特征的分析，可以得到地震所产生的振动波的能量来源和受到的介质物质的约束。
2. 振幅特征振幅特征通常体现了地震波强度以及地震的震级大小等信息。
对于某些需要准确描述地震强度的场合，如地震灾害评估、灾害损失评估等，振幅特征的研究具有一定的实际应用。
3.时间特征时间特征通常是指地震波形中所包含的一些时间上的变化规律。
地震数据处理-知识点
第一章概述1.1 地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释。
地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。
地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率；叠加的目的是压制随机噪声提高地震信噪比；偏移成像包括射线偏移和波动方程偏移两大类，主要目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数，提高地震空间分辨率和地震保真度。
1.2地震数据处理包括预处理、常规处理和特殊处理三个阶段。
常规处理包括反褶积、叠加和偏移三大技术。
预处理是把野外数据格式转换成适合计算机处理的格式并对数据做相应编辑和校正。
它包括数据解编、格式转换、编辑、几何扩散校正、建立野外观测系统和野外静校正等。
数据解编：把按时分道的数据记录方式变换成按道分时的数据记录方式。
道编辑：噪音道、带有瞬变噪音的道或单频信号道都要删除；极性反转的道要改正。
几何扩散校正：通过给数据加一增益恢复函数，以校正波前（球面）扩散对振幅的影响。
野外静校正：对路上资料，把所有炮点和接收点位置均校正到一个公共基准面上，以消除高程、低降速带和井深对旅行时的影响。
反褶积的基础是最佳维纳滤波。
特殊处理主要包括T-P变换、小波变换、三维叠前深度偏移、子波处理、属性分析和反演等。
T-P变换：将偏移距-时间域变换到射线参数-截距时间域，可用来压制面波和多次波。
小波变换：小波变换与多尺度分析可用于去噪、数据压缩、提高分辨率处理、信号增强和解波动方程等。
第二章数字滤波2.1 滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器采样定理时域实参数的滤波器，其频率振幅谱是偶对称的，而相位谱是奇对称的。
一个滤波器如果是稳定的，这是指当输入信号为有限信号时，其输出也是有限信号。
最小相位，在时间域中也称最小能量延迟，在频率域则常称为最小相位滞后。
纯振幅滤波器也称零相位滤波器。
又称为理想滤波器。
2.2 理想滤波器常设计成四种类型：低通滤波器、带通滤波器、带陷滤波器和高通滤波器。
地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法
地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法论文提要在地震勘探中激发地震波时，由于激发、接收条件，自然环境和地表条件的影响，我们所采集到的地震数据中，既有有效波也有干扰波。
根据干扰波的物理特征、形成机理和形态，常把地震数据上的噪声分为规则噪声和随机噪声两大类。
规则噪声具有明显的运动学特征 ,如：面波、线性干扰、平行折射、声波、多次波干扰等，可以根据其运动学特征选择针对性的衰减方法；随机噪声是一种无规律的噪音，如：自然界风吹草动所产生的猝发脉冲、野值等。
为了提高地震勘探的精度，完成在各种复杂地区的勘探任务，使地震资料能更真实地反映地下的地质情况，如何突出有效波，压制干扰波就成为一个极其重要的问题。
通过暑假的实践，本论文中针对地震勘探中的常见地震干扰波进行总结、分类、衰减，并在国产软件GRISYS平台上，针对不同的干扰波进行分析，总结针对不同噪音的衰减方法。
正文一、规则干扰波规则干扰波是指有一定的主频和一定视速度的干扰波。
例如面波、声波、线性干扰波、多次波等。
下面就规则干扰波中的面波、声波、多次波和50Hz交流电干扰进行介绍。
（一）面波图1 面波的形成机理及实际地震记录上的面波从震源发出的波动分为两种: 一种是质点振动方向与传播方向一致的波，称为纵波。
另一种是质点振动方向与传播方向垂直的波，称为横波。
纵波的传播速度较快，在远离震源的地方这两种波动就分开，纵波先到，横波次之。
因此纵波又称P波，横波又称S波。
在没有边界的均匀无限介质中，只能有P波和S波存在，它们可以在三维空间中向任何方向传播，所以叫做体波。
但地球是有限的，有边界的，在界面附近，体波衍生出另一种形式的波，它们只能沿着界面传播，只要离开界面即很快衰减，这种波称为面波。
面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波, 面波是一种很强并广泛存在的规则干扰波 ,在炮集上呈线性分布 ,其特征为低频、低速且振动延续时间长 ,严重影响中深层有效反射 ,大大降低地震资料的信噪比，如图1所示。
浅谈地震勘探处理方法
浅谈地震勘探处理方法论文提要地震勘探技术在油气田勘探开发中起着重要的作用。
地震勘探包括三大阶段，野在采集，数据处理和室解释。
其中地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比，分辨率和保真度以便于解释。
地震数据处理主要包括地震反褶积，叠加和偏移成像三大技术。
地震数据处理出现于20时纪20年代初期，随后的40年间是对光点记录和模拟记录进展处理，处理技术开展较慢，进入20世纪60年代以后，计算机的出现把地震勘探处理技术带入了数字时代，数字技术为数据处理的开展提供了广阔的前景。
下面简单介绍地震数据处理的流程以及地震数据处理的方法。
正文一、地震数据处理流程〔一〕地震数据处理的三个阶段1.预处理，预处理就是把野在数据格式转换成适合计算机处理的格式，并对数据做相应编辑和校正。
预处理包括数据解编，格式转换，编辑，几何扩散校正，建立野在观测系统，野在静校正2.常规处理，是对预处理后地震数据做必要的根本处理预算。
常规处理包括反褶积，道均衡，抽取共中心点道集，速度分析，剩余静校正，切除，叠加，偏移。
3.特殊处理，针对不同目的采用不同的特殊的处理手段，包括t-p变换，小波变换，三维叠前深度偏移，子波处理，属性分析，反演。
二、数字滤波〔一〕数字滤波的有关概念从广义上讲，任何一种对输入信号的改造作用都可看成滤波，实现这种滤波的系统称为滤波器，滤波器分为模拟滤波器和数字滤波器。
1.模拟滤波器，也称电滤波器，它由电阻、电感和点容等元器件组成，它组成的是一个低通滤波器〔LCF〕如图1。
由于模拟滤波器运算速度快，因此某些具有单一滤波功能的构件可由它来完成，但模拟滤波器一旦固定，不易修改，适应面较窄，本钱也较高，所以模拟滤波器进一步开展成了数字滤波器。
2.数字滤波器，数字滤波器主要目的是压制噪声，信号要进展数字滤波，首先要进展采样。
抽样过程要满足抽样定理，不然会使频谱混叠，产生假频，抽样定理可由以下两个公式描述。
地震波数据的分析与处理技术研究
地震波数据的分析与处理技术研究地震是自然灾害中最具有破坏性的一种，而地震波数据的分析与处理技术是地震预测、预警、抗震设计和地震科学研究的重要基础。
本文将介绍地震波数据的采集、处理和分析技术，以及在地震研究和抗震设计中的应用。
一、地震波数据的采集地震波数据的采集是地震预警和地震研究的基础。
地震波的传播速度快达到每秒5公里以上，因此需要在地震发生时，尽快把数据采集下来。
常用的地震波数据采集工具有地震计、温度计和加速度计等。
其中，加速度计具有高灵敏度、高采样频率和简单的信号处理等优点，被广泛应用于地震波数据采集和处理领域。
二、地震波数据的处理地震波数据处理的主要目的是从原始数据中提取有用信息。
地震波数据处理技术包括滤波、去噪、波形拟合和相位识别等。
其中，滤波是指将原始地震波数据按照频率进行筛选，保留有效信号且去除噪声，通常采用低通、高通和带通滤波器进行处理。
去噪是指去除地震波数据中的噪声，通常采用经验模态分解、小波变换、谱减法等方法进行处理。
波形拟合是指对地震波数据进行排序和组合，形成具有规律性的波形，常用的方法有小波变换和奇异值分解等。
相位识别是指确定地震波数据中地震波到达时间，常用的方法有叠前和叠后相位叠加、协方差函数等。
三、地震波数据的分析地震波数据的分析是地震预测和地震研究的重要手段，在地震学、地球物理学和抗震设计中用到的分析方法主要包括地震波速度分析、地震波形分析和地震数据反演等。
地震波速度分析是指根据地震波数据中的波速信息，确定地壳或地球内部介质的物理性质，常用的方法有地震波速度层析和全波形反演等。
地震波形分析是指分析地震波数据的波形、幅度、频率等性质，用以确定地震源、地震断层等信息，常用的方法有震源机制分析和地震波形反演等。
地震数据反演是指利用地震波数据，反演地下介质结构信息，通常采用各向异性反演、层析成像和反射面成像等技术。
四、地震波数据的应用地震波数据的应用主要包括地震预测、抗震设计、勘探地球物理学和地震科学研究等领域。
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2021/2/27
地震勘探原理第5章地震波处理方
3
法
▪在正式处理之前，需要对这些不正常 的记录进行编辑处理，例如对信噪比很 低的不正常道进行充零处理，发现极性 反转的工作道对它们进行改正等。
另外，还要显示有代表性的记录并 观察初至同相轴，以便进行初至切除。
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地震勘探原理第5章地震波处理方
10
法
参数提取与分析的目的是为寻找在常规处 理或其他处理中常用的最佳处理参数，以 及有用的地震信息，如频谱分析、速度分 析、相关分析等。这类数字处理还可为校 正与偏移及各种滤波等处理提供速度和频 率信息，并可以自成系统处理出相应的成 果图件，如频谱、速度谱，通过相关分析 进行相关滤波等。
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•
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地震勘探原理第5章地震波处理方
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法
• 通常地震波振幅随时间呈指数衰减。 高频衰减比低频快。
• 与震源强度和震源耦合有关的影响， 检波器灵敏度和检波器耦合及偏移距 的影响。对这类影响主要通过地表一 致性振幅校正程序，类似于自动剩余 静校正来完成。
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地震勘探原理第5章地震波处理方
地震勘探原理第5章地震波处理方
11
法
• 地震勘探所得到的记录中包含有效波和干 扰波，这些波之间在频谱特征上存在很大 差别。为了解有效波和干扰波的频谱分布 范围，需要对随时间变化的地震记录讯号 进行傅里叶变换，得到随频率而变化的振 幅和相位的函数，（地震记录的频谱—振 幅谱和相位谱）。对地震波形函数进行傅 里叶变换求取频谱的过程叫频谱分析。
由（4.2.4）:
N 1
R F (m e f) t f(n t)c2 o m s f n t
n 0
N 1
Im F (m f) t f(n t)s2 im n f n t
n 0
(4 .2 .6 ) (4 .2 .7 )
•
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地震勘探原理第5章地震波处理方
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法
F () tN 1f(n t)e i2 m f n t
(4 .2 .4 )
n 0
f( t) fm 1F (m f)e i2 m f n t
(4 .2 .5 )
m 0
式中n=0,1,2,…N-1,m=0,1,2,…M-1。
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地震勘探原理第5章地震波处理方
6
法
• 在野外数据采集过程中，为了使来自不 同深度信号的能量能够以一定的水平记录在 磁带上，数字地震仪采用了增益控制，对浅 层信号放大倍数低，深层信号放大倍数高。 对经过增益控制的地震记录恢复到地面检波 器接收到的振幅值的处理称为增益恢复。
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4
法
切除是为了消除包括噪声的记录 开始部分所存在的高振幅，这样 做对避免以后处理时出现的叠加 噪声有好处。切除的方法就是用 零乘需要切除的记录段。
•
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地震勘探原理第5章地震波处理方
5
法
三, 抽道集
抽道集也叫共深度点 选排，是把具有相同 炮检距点的记录道排 成一组，按共深度点 号次序排在一起。抽 道集处理后，磁带上 记录的次序是以共深 度点号（CDP)为次序 的记录，以后所有的 处理都将方便地以共 深度点格式进行。
地震数据处理过程一般分三个阶段: 预处理、参数提取和分析、资料处理。处理
的最终结果是得到供解释用的水平叠加时 间剖面或叠加偏移时间剖面。
第一节 预处理 一、数据解编
野外磁带记录数据是按时序排列的，即 依次记下每道的第一个采样值，
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地震勘探原理第5章地震波处理方
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法
各道记完后，再依次记下各道的第
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法
数字仪对信号进行增益控制时的增益指 数己记录在记录格式的阶码上，因此增 益恢复的公式为
A= A0 /2n 其中A0为记录到的采样值，A为地面检 波器接收到的增益控制前的振幅值，n 为阶码 (即增益指数)。
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8
法
球面扩散是当波离开震源时由于波 前扩散造成的振幅衰减，能量发生扩散， 波的强度减小，而波场的总能量不变。 如果介质是各向同性的，则能量衰减与 传播距离的平方成反比。通常速度都是 随深度的增加而增加.非弹性衰减是弹性 能量由于摩擦而耗散为热的吸收的结果， 波动能量消失。
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法
F() f(t)eitdt
f(t) F()eitd
(4.2.2) (4.2.3)
对于地震讯号，可看作是非周期函数的 连续谱。
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法
具体计算时，需对地震讯号f(t) 按t采样 间隔离散采样，得到时间序列f(nt)，共 有M个离散值。对F()按f的频率间隔 取样，如果频谱宽度有限，有N个离散 值，则时间序列f(nt)的离散傅里叶变换 公式为
二个采样值，依此类推。
• 在数据处理中，将按时序排列的形 式转换为按道序排列(即第一道的所 有数据都排在第二道之前，使同一道 数据都排放在一起)这种预处理称为 数据解编或重排。
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地震勘探原理第5章地震波处理方
2
法
• 二、编辑
• 在地震数据采集中，由于施工 现场复杂，外界干扰大，难免出 现一些不正常道和共炮点记录， 这些记录信噪比低，如果参与叠 加处理会严重影响处理效果。
为更好了解有效信号和干扰噪声的频谱范围，
可分别选取信号和随机噪声时窗进行频谱分析。
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地震勘探原理第5章地震波处理方
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法
由此可得振幅谱
F ( f) R F ( m e f) 2 IF m ( m f) 2
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法
相位谱为:
(m f)tg 1Im F (m f) RF (e m f)
(4 .2 .9 )
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地震勘探原理第5章地震波处理方
12
法
• （一）地震波的频谱分析
• 一个地震道所接收到的振动图形f(t)包含 有效波s(t)和干扰波n(t)两部分，
• 即 f(t)=s(t)+n(t) (4.2.1)
• 要对信号进行频谱分析，只要对其进行傅 里叶变换求其频谱F()
•
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