地震记录道合成matlab

### 如何使用 MATLAB 实现地震记录道合成

#### 3.1 准备工作环境和数据
为了在 MATLAB 中实现地震记录道合成功能，首先需要准备必要的工具箱和支持函数。通常情况下，MATLAB 自带的功能足以处理基本的数据操作，但对于特定领域如地球物理勘探，则可能需要用到额外的工具箱或自定义脚本。

对于地震记录道合成而言，主要涉及以下几个方面的工作：

- **加载地震波形数据**：可以从本地文件导入 seismic trace 数据集；
- **设计反射系数序列**：模拟地下地质结构对应的反射界面特性；
- **计算褶积模型**：将反射系数与子波进行卷积运算得到合成记录；

#### 3.2 加载地震波形数据
如果已有标准格式（比如 SEG-Y）存储的真实测线资料，可以通过第三方库来解析这些二进制文件。不过，在这里假设已经获得了简单的 ASCII 或者其他易于读入的形式表示单个通道的时间序列样本值。

% 假设有一个名为 'trace.txt' 的纯文本文件保存了一列时间采样点上的振幅数值
filename = 'trace.txt';
data = load(filename); % 尝试直接加载整个文件作为矩阵变量 data
time_series = data(:, 1); % 提取出第一列为时间轴坐标
amplitude_values = data(:, 2:end); % 取剩余各列为不同位置处接收器所记录到的幅度变化情况

#### 3.3 设计反射系数序列
接下来创建一个理想化的反射层位模式向量 `reflectivity` ，它描述了沿垂直方向上各个层面之间的声阻抗差异程度。这一步骤可以根据实际地质条件灵活调整参数设置。

depths = linspace(0, max(time_series), length(amplitude_values)); % 构建深度刻度表
n_layers = randi([5, 8]); % 随机决定有多少个分隔开来的岩性单元
layer_boundaries = sort(randperm(length(depths)-2)+1, n_layers);
reflectivity = zeros(size(depths));
for i=1:n_layers+1
    start_idx = layer_boundaries(i);
    end_idx = min(layer_boundaries(i+1)-1, length(depths)) ;
    reflectivity(start_idx : end_idx) = (-1)^mod(i,2)*rand*0.2; % 给定正负交替且大小随机的小数代表相对强度对比关系
end
plot(depths, reflectivity,'LineWidth',2)
xlabel('Depth (m)')
ylabel('Reflectivity')
title('Synthetic Reflectivity Profile')
grid on;

#### 3.4 计算褶积模型
最后利用前面构建好的两个输入——真实观测到的地动响应曲线 和 推断出来的理论反射属性分布图谱 —— 来完成最终的目标即生成人工合成版地震记录轨迹。

wavelet_type = 'ricker'; % 使用瑞克子波形式
central_frequency = 30; % Hz 单位指定中心频率
duration = diff(range(time_series))/fs ; % fs 表示采样率Hz
t = linspace(-duration/2,duration/2,floor(fs*duration)).';
wvlt = ricker(t, central_frequency);

synthetic_trace = conv(reflectivity,wvlt,'same'); % 执行一维离散卷积求解过程
figure()
subplot(2,1,1)
plot(time_series, amplitude_values)
hold on
plot(time_series,synthetic_trace,'r--','LineWidth',2)
legend({'Original Trace Data','Synthesized Seismic Record'})
xlabel('Time(s)')
ylabel('Amplitude')
title(['Comparison Between Original and Synthesized Traces at Central Frequency ',num2str(central_frequency),'Hz'])
grid minor;

subplot(2,1,2)
waterfall(flipud(wvlt'),flipud(reflectivity)',linspace(min(time_series),max(time_series),length(synthetic_trace)))
view([-70 60])
shading interp
colormap jet
colorbar
xlabel('Waveform Sample Index')
ylabel('Reflection Coefficient Value')
zlabel('Temporal Position Within Synthetic Trace')
title('Visualization of Convolution Operation Result')

上述代码片段展示了如何基于给定的实际测量结果以及推测性的地层特征信息来进行地震记录道仿真作业[^1]。