VSP上下行波分离代码

VSP上下行波分离的代码实现可以采用不同的方法和工具，下面将分别介绍基于P/S分离法和小波变换的代码实现。

1. 基于P/S分离法的代码实现

P/S分离法是一种基于时域的VSP上下行波分离方法，下面是一份Python代码示例，使用了numpy、scipy和obspy等库：

import numpy as np
from scipy.signal import hilbert
import obspy

# 读取VSP数据
st = obspy.read('vsp_data.su', format='SU')

# 将数据转换为振幅和相位信息
data = st[0].data.astype(np.float32)
data_hilbert = hilbert(data)
data_amp = np.abs(data_hilbert)
data_phase = np.unwrap(np.angle(data_hilbert))

# 计算P波和S波的传播速度
p_vel = 2000.0
s_vel = 1000.0
depth = np.arange(0, len(data)) * st[0].stats.delta

# 计算不同方向上的传播时间
t_p = depth / p_vel
t_s = depth / s_vel

# 计算不同方向上的相位信息
phase_p = 2 * np.pi * t_p * st[0].stats.sac['user0']
phase_s = 2 * np.pi * t_s * st[0].stats.sac['user1']

# 计算P波和S波的振幅信息
amp_p = data_amp * np.cos(data_phase - phase_p)
amp_s = data_amp * np.cos(data_phase - phase_s)

# 保存分离结果
st_p = obspy.Stream([obspy.Trace(data=amp_p)])
st_s = obspy.Stream([obspy.Trace(data=amp_s)])
st_p.write('vsp_p.su', format='SU')
st_s.write('vsp_s.su', format='SU')

其中，'vsp_data.su'是原始的VSP数据文件，'vsp_p.su'和'vsp_s.su'分别是分离出的上行波和下行波文件。

2. 基于小波变换的代码实现

小波变换是一种基于频域的VSP上下行波分离方法，下面是一份MATLAB代码示例，使用了Wavelet Toolbox：

% 读取VSP数据
data = read_segy('vsp_data.segy');
dt = data.dt;
nt = data.nt;

% 将数据转换为振幅和相位信息
data_hilbert = hilbert(data);
data_amp = abs(data_hilbert);
data_phase = unwrap(angle(data_hilbert));

% 选择小波类型和尺度
wname = 'db4';
scales = 1:10;

% 进行小波变换
[wt, f] = cwt(data_amp, dt, 'wavelet', wname, 'scales', scales);

% 计算小波系数的相位信息
wt_phase = angle(wt);

% 计算P波和S波的传播速度
p_vel = 2000.0;
s_vel = 1000.0;
depth = (0:nt-1) * dt;

% 计算不同方向上的传播时间
t_p = depth / p_vel;
t_s = depth / s_vel;

% 计算不同方向上的相位信息
phase_p = 2 * pi * t_p * user0;
phase_s = 2 * pi * t_s * user1;

% 计算P波和S波的小波系数
wt_p = wt .* exp(1i * (wt_phase - phase_p));
wt_s = wt .* exp(1i * (wt_phase - phase_s));

% 进行小波反变换
amp_p = icwt(wt_p, f, dt, 'wavelet', wname);
amp_s = icwt(wt_s, f, dt, 'wavelet', wname);

% 保存分离结果
write_segy('vsp_p.segy', amp_p, dt, 1);
write_segy('vsp_s.segy', amp_s, dt, 1);

其中，'vsp_data.segy'是原始的VSP数据文件，'vsp_p.segy'和'vsp_s.segy'分别是分离出的上行波和下行波文件。需要注意的是，不同的小波类型和尺度可能会对分离效果产生影响，需要根据具体情况进行选择。