分形理论在地震初至拾取中的应用

"地震波初至拾取的分形研究 (2002年)" 在地震数据处理领域，准确快速地拾取地震初至波是至关重要的，尤其在折射波和面波勘探中，初至波的旅行时对于计算地层速度和厚度等参数起着基础作用。传统的初至波拾取方法主要依赖于振幅、频率和相位等特征变化。然而，随着地震勘探数据量的增长和复杂性的增加，这些方法的局限性逐渐显现。 本文作者曾富英、李敏锋等人提出了一种基于分形理论的新方法，以应对这一挑战。分形理论是一种描述自然界中非线性系统的复杂性和不规则性的数学工具，它允许维数成为连续的实数。在地震道曲线中，利用时窗技术捕捉局部形态特征，通过一元线性回归模型计算出曲线的分数维。分数维能够反映地震道曲线的复杂度和不规则性，以此来识别初至地震波的出现。 具体实现中，作者开发了专门的软件模块，利用“BoxCounting”算法进行分数维的计算。这种方法对大型地震勘探数据的处理表现出高效性，并且在理论模拟中显示了良好的适应性。实际应用中，该方法在青海某工区的试算中取得了显著的效果，证明了其在高精度、高速度以及强抗噪能力方面的优势，即使在低信噪比的条件下也能准确快速地拾取初至波。 此研究的创新之处在于引入了分形维的概念，打破了传统依据，提供了一种新的、更有效的地震初至波自动拾取技术。这种方法不仅提高了计算精度，而且简化了操作流程，为处理复杂地震数据提供了新的思路。文献标识码为A，分类号为P631.4，表明这是一项科学研究论文，对地震学和地球物理学领域具有重要意义。