一种波形处理方法、装置、设备及存储介质

1.本发明涉及地质勘探技术领域，具体是涉及一种波形处理方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.背景噪声互相关技术通过对多个原始波形(向地质结构发送一个信号，地质结构反射该信号而形成的连续波形)做互相关分析，以提取由多个连续波形构成的面波频散曲线，再从该面波频散曲线上提取出上述连续波形在地质结构中的传播特征，该传播特征可用于地质结构成像。上述背景噪声互相关技术的前提假设是要求在地质结构的震动波场处于完全弥散的条件下采集多个连续波形，也就是只有在地质结构的震动波场处于完全弥散的情况下采集到的多个连续波形才能应用背景噪声互相关技术以获得波在地质结构中的传播特征。现有技术通过观察较长时间内的连续波形以判断震动波场是否满足弥散条件，现有这样做会产生两个问题：一是需要长时间观察采集连续波形，二是虽然花费了较长时间去采集地质结构产生的连续波形，但是依然没有扑捉到处于完全弥散情况下的震动波场，因此无法利用背景互相关技术计算出波形在地质结构中的传播特征。
3.综上所述，现有技术既耗费时间又难以分析出波在地质结构中的传播特征。
4.因此，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种波形处理方法、装置、设备及存储介质，解决了现有技术既耗费时间又难以分析出波在地质结构中的传播特征的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种波形处理方法，其中，包括：
8.从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形；
9.确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度；
10.依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。
11.在一种实现方式中，所述弥散场特征的判断方式，包括：
12.确定所述分段波形的振幅期望值；
13.确定所述分段波形上其中一个频率所对应的振幅与另一个频率所对应的振幅；
14.确定其中一个频率所对应的振幅和另一个频率所对应的振幅乘积期望值；
15.确定其中一个频率所对应的振幅绝对值平方的期望和另一个频率所对应的振幅绝对值平方的期望之积；
16.依据振幅期望值、振幅乘积期望值、期望之积，判断所述分段波形是否满足弥散场
特征。
17.在一种实现方式中，所述确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度，包括：
18.确定各段所述弥散波形中的两段所述弥散波形，两段所述弥散波形分别由位于所述地质表面的两个检波器采集得到，两段所述弥散波形的采用时间相同；
19.确定两段所述弥散波形之间的互相关函数。
20.在一种实现方式中，所述依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质，包括：
21.对所述互相关函数应用傅里叶逆变换，得到面波频散曲线；
22.从所述面波频散曲线上提取所述原始波形的所述传播特征信息中的各个相速度，各个所述相速度与频域的所述原始波形各个频率相对应。
23.在一种实现方式中，所述依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质，还包括：
24.确定由所述互相关函数生成的波形的振幅，记为所述原始波形的校正后振幅；
25.确定两个所述检波器之间的距离，记为检波器距离；
26.依据所述检波器距离、所述校正后振幅、所述原始波形在频域中的频率、各个所述相速度，得到所述传播特征信息中的衰减系数，所述衰减系数用于表征所述原始波形的振幅衰减信息。
27.在一种实现方式中，所述依据所述检波器距离、所述校正后振幅、所述原始波形在频域中的频率、各个所述相速度，得到所述传播特征信息中的衰减系数，所述衰减系数用于表征所述原始波形的振幅衰减信息，包括：
28.设定常数，所述常数与所述地质所在环境中的噪声源和所述地质的场效应相关；
29.将所述常数的自然对数减去所述校正后振幅的自然对数，得到差值；
30.将所述差值乘以所述相速度，得到第一乘积；
31.将所述检波器距离乘以所述频率乘以圆周率，得到第二乘积，所述频率与所述相速度相对应；
32.将所述第一乘积除以所述第二乘积，得到衰减系数。
33.在一种实现方式中，所述分段波形为将所述原始波形进行等时间间隔划分而得到的波形。
34.第二方面，本发明实施例还提供一种波形处理装置，其中，所述装置包括如下组成部分：
35.弥散波形筛选模块，用于从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形；
36.互相关函数计算模块，用于确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度；
37.波形特征计算模块，用于依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。
38.第三方面，本发明实施例还提供一种终端设备，其中，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的波形处理程序，所述处理器执行所述波形处理程序时，实现上述所述的波形处理方法的步骤。
39.第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有波形处理程序，所述波形处理程序被处理器执行时，实现上述所述的波形处理方法的步骤。
40.有益效果：本发明首先将采集到的原始波形划分成各个分段波形，从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，对筛选出的各个波形(弥散波形)进行互相关分析，得到各个弥散波形的振幅互相关函数，基于振幅互相关函数分析出原始波形在地质结构中的传播特征。从上述分析可知，本发明不需要在较长时间范围内采集满足弥散条件的原始波形，只需要从原始波形上提取出满足弥散条件的分段波形，进而基于分段波形之间的互相关函数分析出原始波形在地质结构中的传播特征。因此本发明能够节省分析出波形传播特征所需要的时间。另外，又由于本发明并不需要太多的连续原始波形即可分析出波的传播特征，从而降低了分析波传播特征的难度。
附图说明
41.图1为本发明的整体流程图；
42.图2为本发明实施例中的地质结构成像流程图；
43.图3为本发明实施例中的随机噪声信号对应的波形；
44.图4为图3中的波形对应的a值分布图；
45.图5为图3中的波形对应的b值分布图；
46.图6为图3中的波形对应的c值分布图；
47.图7为本发明实施例中的地震波形图；
48.图8为图7中的波形对应的a值分布图；
49.图9为图7中的波形对应的b值分布图；
50.图10为图7中的波形对应的c值分布图；
51.图11为本发明实施例中的光纤位置分布图；
52.图12为本发明实施例中的波形示意图；
53.图13为图12中的波形所对应的a值分布图；
54.图14为图12中的波形对应的b值分布图；
55.图15为图12中的波形对应的c值分布图；
56.图16为本发明实施例中使用一小时的弥散记录得到的互相关函数示意图；
57.图17为本发明实施例中使用一小时的弥散记录得到的频散图；
58.图18为本发明实施例中使用20秒的弥散记录得到的互相关函数示意图；
59.图19为本发明实施例中使用20秒的弥散记录得到的频散图；
60.图20为本发明实施例中的各个台站位置示意图；
61.图21为本发明实施例中使用60秒弥散记录的波形图；
62.图22为图21中的波形所对应的a值分布图；
63.图23为图21中的波形所对应的b值分布图；
64.图24为图21中的波形所对应的c值分布图；
65.图25为本发明实施例中的慢度与累计降水量之间的关系图；
66.图26为本发明实施例中的衰减系数与日降水量之间的关系图；
67.图27为本发明实施例提供的终端设备的内部结构原理框图。
具体实施方式
68.以下结合实施例和说明书附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
69.经研究发现，背景噪声互相关技术通过对多个原始波形(向地质结构发送一个信号，地质结构反射该信号而形成的连续波形)做互相关分析，以提取由多个连续波形构成的面波频散曲线，再从该面波频散曲线上提取出上述连续波形在地质结构中的传播特征，该传播特征可用于地质结构成像。上述背景噪声互相关技术的前提假设是要求在地质结构的震动波场处于完全弥散的条件下采集多个连续波形，也就是只有在地质结构的震动波场处于完全弥散的情况下采集到的多个连续波形才能应用背景噪声互相关技术以获得波在地质结构中的传播特征。现有技术通过观察较长时间内的连续波形以判断震动波场是否满足弥散条件，现有这样做会产生两个问题：一是需要长时间观察采集连续波形，二是虽然花费了较长时间去采集地质结构产生的连续波形，但是依然没有扑捉到处于完全弥散情况下的震动波场，因此无法利用背景互相关技术计算出波形在地质结构中的传播特征。
70.为解决上述技术问题，现有技术既耗费时间又难以分析出波在地质结构中的传播特征。具体实施时，首先将原始波形进行分段，得到各个分段波形，然后从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形(记为各段弥散波形)，之后确定各段弥散波形构成的互相关函数，最后依据互相关函数，得到原始波形的传播特征信息，本发明能够缩短分析出波传播特征所需要的特征。
71.举例说明，如果采集某一处的地质结构图像，需要进行如下操作：
72.首先向该处发送地震波信号，地震波进入到地质结构之后被地质结构反射出去，位于地质结构表面的若干个检波器采集到被地质结构反射的地震波而形成的原始波形。比如有三个检波器甲、乙、丙分别采集到三个原始波形w1、w2、w3(三个原始波形的时长都是五分钟)，对每个检波器采集到的原始波形都进行等时间间隔分段。比如将原始波形w1按照六十秒等间隔进行分段，得到分段波形w11、w12、w13、w14、w15；将原始波形w2按照六十秒等间隔进行分段，得到分段波形w21、w22、w23、w24、w25；将原始波形w3按照六十秒等间隔进行分段，得到分段波形w31、w32、w33、w34、w35。其中，检波器甲的w13、w14和检波器乙的w22、w23、w24、w25以及检波器丙的w32、w33、w34这些分段波形满足弥散场特征，因此将检波器甲的w13、w14和检波器乙的w22、w23、w24、w25以及检波器丙的w32、w33、w34作为弥散波形。
73.分析任意两个同一时间采集到的弥散波形的互相关函数，即分析检波器甲的w13与检波器乙的w23之间的互相关函数分析检波器甲的w13与检波器丙的w33之间的互相关函数分析检波器甲的w14与检波器乙的w24之间的互相关函数分析检波器甲的w14与检波器丙的w34之间的互相关函数其中w13和w23以及w33都是在第三分钟
采集到的分段波形，w14、w24以及w34都是在第四分钟采集到的分段波形。
74.根据互相关函数互相关函数互相关函数互相关函数分析原始波形w1在地质结构中的传播特征、原始波形w2在地质结构中的传播特征、原始波形w3在地质结构中的传播特征，根据上述三个原始波形的传播特征分析出某处的地质结构。
75.示例性方法
76.本实施例的波形处理方法可应用于终端设备中，所述终端设备可为具有波形采集功能的终端产品，比如检波器等。在本实施例中，如图1中所示，所述波形处理方法具体包括如下步骤：
77.s100，从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形。
78.s200，确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度。
79.s300，依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。
80.在一个实施例中，如果各个分段波形中没有一个分段波形满足弥散场特征，则各个分段波形所在的原始波形不能用于反映地质的结构信息。
81.在一个实施例中，步骤s100、s200、s300的整体过程如图2所示，
82.将采集到的包含有背景噪声数据的原始波形等时间间隔地分成若干段波形，分析每一个分段波形是否满足弥散条件，如果不满足弥散条件则不使用该段波形进行地质结构成像分析；如果满足弥散条件则使用该段波形进行地质结构成像分析。
83.当使用满足弥散条件的分段波形进行地质结构成像分析时，首先对各个分段波形进行互相分析，根据互相关分析的结果确定出原始波形的相速度随时间的变化信息以及原始波形的振幅随时间的衰减信息。根据原始波形的相速度随时间的变化信息和振幅随时间的衰减信息，分析出地质结构的图像。
84.该实施例中，之所以要选择满足弥散条件的分段波形，是基于如下原因考虑：
85.不满足弥散条件的分段波形不能够计算出正确的互相关函数，后续就无法得到相速度和衰减。因此需要挑选满足弥散条件的，丢弃不满足的，确保最后结果的准确性。
86.在一个实施例中，通过如下的步骤s101至s105确定一个分段波形是否满足弥散场特征：
87.s101，确定所述分段波形的振幅期望值e[ψf(wn)]。
[0088]
ψf(wn)为频域形式波形的振幅，f代表频域，将时域的波形进行傅里叶变换就得到了频域形式的波形(在二维坐标系中，横坐标为波形的频率，纵坐标为波形与频率对应的振幅)。比如对分段波形进行频率采样，得到了1hz、3hz、5hz、7hz、9hz，分别对应的振幅为2、5、-2、-1、6。振幅期望值
[0089][0090]
在一个实施例中，wn为第n阶模态对应的频率，分段波形中包括了不同的地球简正振型。
[0091]
s102，确定所述分段波形上其中一个频率所对应的振幅ψf(wn)与另一个频率所对
应的振幅ψf(wm)。
[0092]
s103，确定其中一个频率所对应的振幅和另一个频率所对应的振幅乘积期望值e[ψf(wm)ψf(wn)]。
[0093]
s104，确定其中一个频率所对应的振幅绝对值平方的期望和另一个频率所对应的振幅绝对值平方的期望之积
[0094]
s105，依据振幅期望值e[ψf(wn)]、振幅乘积期望值e[ψf(wm)ψf(wn)]、期望之积判断所述分段波形是否满足弥散场特征。
[0095]
该实施例通过e[ψf(wn)]和e[ψf(wm)]构建三个指标mean(a)、cond(b+i)、cond(c)判断其中一个分段波形是否满足弥散条件，其中mean(a)为向量a的平均值。
[0096]
当其中一个分段波形满足mean(a)＝0，cond(b+i)＝1，cond(c)＝1时，则该分段波形满足弥散场特征。反之不满足弥散场特征。
[0097]
其中，向量
[0098]
cond(b+i)＝||b+i||
·
||(b+i)-1
||，其中，||b+i||为矩阵b+i的范数，i为单位矩阵，(b+i)-1
为矩阵b+i的逆矩阵，||(b+i)-1
||为矩阵(b+i)-1
的范数。
[0099]
其中，
[0100][0101]
式中，*为共轭矩阵。
[0102]
在一个实施例中，步骤s200具体过程如下：确定各段所述弥散波形中的两段所述弥散波形，两段所述弥散波形分别由位于所述地质表面的两个检波器采集得到，两段所述弥散波形的采用时间相同；确定两段所述弥散波形之间的互相关函数。
[0103]
比如在地质结构表面有两个检波器甲和乙，检波器甲记录了三分钟内的波形，检波器乙同时也记录了从地质结构内部传输过来的三分钟内的波形。对这两个原始波形都进行分段划分，将甲采集到的原始波形划分出了分段波形1、分段波形2、分段波形3，将乙采集到的原始波形划分出了分段波形1
′
、分段波形2
′
、分段波形3
′
。其中分段波形1、分段波形2、分段波形2
′
、分段波形3
′
都是弥散波形，由于只有分段波形2和分段波形2
′
发送的时间相同，因此只需要计算分段波形2和分段波形2
′
的互相关函数，该互相关函数用于反映分段波形2的振幅和分段波形2
′
的振幅之间的相关程度。
[0104]
在一个实施例中，步骤s300包括如下的具体步骤s301至s308：
[0105]
s301，对所述互相关函数应用傅里叶逆变换，得到面波频散曲线。
[0106]
步骤s200确定了每两个检波器上同一时间记录的两个分段波形之间的相关函数，那么对两个分段波形的相关函数应用傅里叶逆变换f-j就可以提取到面波频散曲线。
[0107]
s302，确定由所述互相关函数生成的波形的振幅，记为所述原始波形的校正后振
幅a
correct
。
[0108]
将互相关函数表示在坐标轴上就形成了一个波形，用波形表达互相关函数为现有技术。
[0109]
s303，确定两个所述检波器之间的距离，记为检波器距离r。
[0110]
两个检波器放置在地质结构表面，检波器距离r为沿着地质结构表面的直线距离。
[0111]
s304，设定常数a0，所述常数与所述地质所在环境中的噪声源和所述地质的场效应相关。
[0112]
a0噪声源和场地效应的数据，且a0不随时间的变换而变换。
[0113]
s305，将所述常数a0的自然对数lna0减去所述校正后振幅a
correct
的自然对数lna
correct
，得到差值lna
0-lna
correct
。
[0114]
s306，将所述差值lna
0-lna
correct
乘以所述相速度c，得到第一乘积c(lna
0-lna
correct
)。
[0115]
s307，将所述检波器距离r乘以所述频率f乘以圆周率π，得到第二乘积πrf，所述频率与所述相速度相对应。
[0116]
s308，将所述第一乘积c(lna
0-lna
correct
)除以所述第二乘积πrf，得到衰减系数q-1
。
[0117][0118]
以随机噪声信号形成的波形、地震形成的信号波形为例，以说明满足本发明的mean(a)＝0、cond(b+i)＝1、cond(c)＝1这三个条件的信号波形就可以判定为弥散波形。
[0119]
图3为随机噪声信号波形(该波形为满足弥散条件的波形)，图4为频率与a的对应关系，图4所对应的a的平均值mean(a)等于0.0088，图5(横纵坐标都是频率)对应的cond(b+i)值为1.4821，图6(横纵坐标都是频率)对应的cond(c)值为1.5207。由于mean(a)接近于零，cond(b+i)和cond(c)均接近与1，因此图3的随机噪声信号波形近似满足mean(a)＝0、cond(b+i)＝1、cond(c)＝1这三个条件，因此可以判定图3的波形满足弥散条件。这与已知的图3波形满足弥散条件相吻合。所以可以说明本发明采用mean(a)＝0、cond(b+i)＝1、cond(c)＝1这三个条件能够有效判定波形是否满足弥散条件。
[0120]
图7为地震波形(图7的横坐标为时间，纵坐标为振幅，已知该地震波形不满足弥散场特征)。图8(横坐标为频率，纵坐标为a的振幅值)为频率与a的对应关系，图8所对应的a的平均值mean(a)等于0.0483，图9(横纵坐标都是频率)对应的cond(b+i)值为866.6486，图10(横纵坐标都是频率)对应的cond(c)值为15134.6642。由于地震波形所对应的mean(a)不接近于零、cond(b+i)和cond(c)均远大于1，因此图7的地震波形不满足mean(a)＝0、cond(b+i)＝1、cond(c)＝1这三个条件，因此可以判定图7的地震波形不满足弥散条件。这与已知的图7波形不满足弥散条件相吻合。所以可以说明本发明采用mean(a)＝0、cond(b+i)＝1、cond(c)＝1这三个条件能够有效判定波形是否满足弥散条件。
[0121]
图11光纤位置分布图，图11中白色线即为光纤的位置，白色椭圆是图12所示的波形所在的位置。图12为波形示意图(图11中椭圆位置处记录到的波形)，图13为利用本发明方法计算出的图12波形的a值，图13中各个a值构成的mean(a)＝0.0175，图14表示图12波形对应的cond(b+i)＝2.4058，图15表示图12波形对应的cond(c)＝2.3953。
[0122]
图16为使用一小时的弥散记录得到的互相关函数，横坐标为时间，单位秒，纵坐标为距离，单位米。
[0123]
图17为使用一小时的弥散记录得到的频散图，横坐标为频率，单位赫兹，纵坐标为相速度，单位赫兹。
[0124]
图18为使用20秒的弥散记录得到的互相关函数，横坐标为时间，单位秒，纵坐标为距离，单位米。
[0125]
图19为使用20秒的弥散记录得到的频散图，横坐标为频率，单位赫兹，纵坐标为相速度，单位赫兹。
[0126]
通过对比对图16至图19可知，选择满足弥散条件的20秒时长的弥散信号，提取到了面波频散曲线，与使用一个小时的连续波形记录得到的面波频散曲线具有很好的一致性。
[0127]
图20为各个台站(检波器)位置示意图,图20中三角形
▽
所在的位置为台站所在的位置。图21为60秒的弥散记录的波形图(满足弥散特征的波形示意图，图20中右侧第一个台站记录到的波形)。图22(横坐标为频率，纵坐标为振幅)为图21波形所对应的a值。图22中的所有a值构成的均值mean(a)＝0.0154。图23表示图21波形对应的cond(b+i)＝1.8767，图24表示图21波形对应的cond(c)＝2.0889。
[0128]
如果通过本发明的方法计算出来的某一地质结构的面波相速度c和衰减系数q-1
均是随时间变化而变化的，那么就需要分析是什么原因导致上述变化的。在一个实施例中，如图25所示，分析了慢度(慢度的倒数即为面波相速度c)与累计降水量之间的关系。如图26所示，分析了衰减系数q-1
与日降水量之间的关系。
[0129]
综上，本发明首先将采集到的原始波形划分成各个分段波形，从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，对筛选出的各个波形(弥散波形)进行互相关分析，得到各个弥散波形的振幅互相关函数，基于振幅互相关函数分析出原始波形在地质结构中的传播特征。从上述分析可知，本发明不需要在较长时间范围内采集满足弥散条件的原始波形，只需要从原始波形上提取出满足弥散条件的分段波形，进而基于分段波形之间的互相关函数分析出原始波形在地质结构中的传播特征。因此本发明能够节省分析出波形传播特征所需要的时间。另外，又由于本发明并不需要太多的连续原始波形即可分析出波的传播特征，从而降低了分析波传播特征的难度。
[0130]
另外，本发明通过选择满足弥散条件的超短时长记录(满足弥散条件的分段波形)，无需对原始波形进行时间域归一化和频率域谱白化的预处理，就可以提取到面波频散，监测速度和衰减的变化。本发明能够提高传统背景噪声技术的时间分辨率，同时监测速度及衰减随时间的变化
[0131]
示例性装置
[0132]
本实施例还提供一种波形处理装置，所述装置包括如下组成部分：
[0133]
弥散波形筛选模块，用于从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形；
[0134]
互相关函数计算模块，用于确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度；
[0135]
波形特征计算模块，用于依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信
息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。
[0136]
基于上述实施例，本发明还提供了一种终端设备，其原理框图可以如图27所示。该终端设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏、温度传感器。其中，该终端设备的处理器用于提供计算和控制能力。该终端设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该终端设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种波形处理方法。该终端设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该终端设备的温度传感器是预先在终端设备内部设置，用于检测内部设备的运行温度。
[0137]
本领域技术人员可以理解，图27中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的终端设备的限定，具体的终端设备以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0138]
在一个实施例中，提供了一种终端设备，终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的波形处理程序，处理器执行波形处理程序时，实现如下操作指令：
[0139]
从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形；
[0140]
确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度；
[0141]
依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。
[0142]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0143]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种波形处理方法，其特征在于，包括：从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形；确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度；依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。2.如权利要求1所述的波形处理方法，其特征在于，所述弥散场特征的判断方式，包括：确定所述分段波形的振幅期望值；确定所述分段波形上其中一个频率所对应的振幅与另一个频率所对应的振幅；确定其中一个频率所对应的振幅和另一个频率所对应的振幅乘积期望值；确定其中一个频率所对应的振幅绝对值平方的期望和另一个频率所对应的振幅绝对值平方的期望之积；依据振幅期望值、振幅乘积期望值、期望之积，判断所述分段波形是否满足弥散场特征。3.如权利要求1所述的波形处理方法，其特征在于，所述确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度，包括：确定各段所述弥散波形中的两段所述弥散波形，两段所述弥散波形分别由位于所述地质表面的两个检波器采集得到，两段所述弥散波形的采用时间相同；确定两段所述弥散波形之间的互相关函数。4.如权利要求3所述的波形处理方法，其特征在于，所述依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质，包括：对所述互相关函数应用傅里叶逆变换，得到面波频散曲线；从所述面波频散曲线上提取所述原始波形的所述传播特征信息中的各个相速度，各个所述相速度与频域的所述原始波形各个频率相对应。5.如权利要求4所述的波形处理方法，其特征在于，所述依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质，还包括：确定由所述互相关函数生成的波形的振幅，记为所述原始波形的校正后振幅；确定两个所述检波器之间的距离，记为检波器距离；依据所述检波器距离、所述校正后振幅、所述原始波形在频域中的频率、各个所述相速度，得到所述传播特征信息中的衰减系数，所述衰减系数用于表征所述原始波形的振幅衰减信息。6.如权利要求5所述的波形处理方法，其特征在于，所述依据所述检波器距离、所述校正后振幅、所述原始波形在频域中的频率、各个所述相速度，得到所述传播特征信息中的衰减系数，所述衰减系数用于表征所述原始波形的振幅衰减信息，包括：设定常数，所述常数与所述地质所在环境中的噪声源和所述地质的场效应相关；将所述常数的自然对数减去所述校正后振幅的自然对数，得到差值；
将所述差值乘以所述相速度，得到第一乘积；将所述检波器距离乘以所述频率乘以圆周率，得到第二乘积，所述频率与所述相速度相对应；将所述第一乘积除以所述第二乘积，得到衰减系数。7.如权利要求1-6任一项所述的波形处理方法，其特征在于，所述分段波形为将所述原始波形进行等时间间隔划分而得到的波形。8.一种波形处理装置，其特征在于，所述装置包括如下组成部分：弥散波形筛选模块，用于从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，记为各段弥散波形，所述分段波形为对原始波形进行分段处理而得到的波形；互相关函数计算模块，用于确定各段所述弥散波形构成的互相关函数，所述互相关函数用于表征各段所述弥散波形的振幅相关程度；波形特征计算模块，用于依据所述互相关函数，得到所述原始波形的传播特征信息，所述传播特征信息用于反映地质的结构信息，所述地质为所述原始波形的传播介质。9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的波形处理程序，所述处理器执行所述波形处理程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的波形处理方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有波形处理程序，所述波形处理程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的波形处理方法的步骤。

技术总结
本发明涉及地质勘探技术领域，具体是涉及一种波形处理方法、装置、设备及存储介质。本发明首先将采集到的原始波形划分成各个分段波形，从各个分段波形中筛选出满足弥散场特征的波形，对筛选出的各个波形进行互相关分析，得到各个弥散波形的振幅互相关函数，基于振幅互相关函数分析出原始波形在地质结构中的传播特征。本发明不需要在较长时间范围内采集满足弥散条件的原始波形，只需要从原始波形上提取出满足弥散条件的分段波形，进而基于分段波形之间的互相关函数分析出原始波形在地质结构中的传播特征。因此本发明能够节省分析出波形传播特征所需要的时间。传播特征所需要的时间。传播特征所需要的时间。


技术研发人员：古宁 孟浩然 杨博
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/10/7