一种地震属性多源信息融合方法
【专利摘要】本发明公开了一种地震属性多源信息融合方法，可以解决多属性之间的矛盾，产生新的属性数据体。比单一的属性对比更直接和有效，比简单的属性综合更精确和科学。本发明针对不同的情况，可以选择RPCA变换融合和小波变换融合，将RPCA和小波变换将各地震属性数据中所含有的信息特征优势有机的结合起来，小波变换融合又可以选择不同的融合规则，从可以实现多方法融合结果的对比与分析，充分利用数据中有用信息，增加置信度、减少模糊性、提高系统预测的可靠性。
【专利说明】一种地震属性多源信息融合方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信息融合【技术领域】，涉及一种地震属性多源信息融合方法。
【背景技术】
[0002]信息融合技术(Information Fusion Technology)是指将同一目标的多个观测结果归入一个融合结果用以取代多个观测结果的技术。
[0003]随着传感器技术、微电子技术、通信技术和计算机技术的发展，各种面向复杂应用背景的多传感器系统应运而生，从而使得对目标所获得的信息与数据量不断增加。对于复杂目标我们所获得的大量数据是多样性和复杂性的，要充分利用这些多传感器数据是信息处理领域的难题和热点研究。
[0004]融合技术是多源信息的一种处理方法，简单说就是多种数据的综合算法。处理的目的是将获得的信息通过推理和识别，并据此做出估计和判决。通过多源数据融合，可以增加置信度、减少模糊性、提高系统预测的可靠性等。Kolmogolov于1959年提出了一条关于信息集成的定理:对于一个系统，将多个单维信息集合成多维信息，其信息量必然会比任何一个单维信息的信息量大。不久后Richardson从理论上证明了增加传感器，原系统的性能并不会降低。因此将各种途径、任意时间、任意空间上获得的信息作为一个整体进行综合分析处理，为决策及控制打下基础，这就是信息融合的目的。
[0005]信息融合有3层含义:①信息的全空间，即信息包括确定的和模糊的、全空间的和子空间的、同步的和异步的、数字的和非数字的，它是复杂的多维多源的，它覆盖全频段；②信息的综合、融合不同于组合，组合指的是外部特性，综合指的是内部特性，它是系统动态过程中的一种信息综合加工处理；③信息的互补过程，信息表达方式的互补、结构上的互补、功能上的互补、不同层次的互补，它是融合算法的核心，只有互补信息的融合才可以使系统发生质的飞跃。
[0006]根据信息融合功能的抽象层次和信息流通方式及传输形式，Hall和Waltz等人把信息融合分为高层次和低层次处理。低层次处理包括数据的预处理:目标的检测、分类和辨识；目标跟踪。高层次处理包括态势和威胁估计以及对整个融合过程的提取。信息融合最早来自于美国，起源于军事 C3I (Command Control Communication and Information)系统建设的需要。其将信息融合分为五级，第一级为检测融合:第二级为位置融合:第三级为目标识别(属性)信息融合；第四级为态势评估；第五级为威胁估计。其中前三个级别的信息融合适合于任意的多传感器信息融合系统，而后两个级别主要适用于军事应用C3I系统中的信息融合。
[0007]现有技术中，数据归一化处理的目的在于将不同量纲和数量级的数据转化为可以相互运算的同等级数据，在进行信息融合之前其数据的归一化是必不可少的。我们知道不同检波器所获得的数据信息量纲相差很大，若不做归一化处理，在进行融合的时候量纲大的就会将量纲小的淹没掉，从而达不到融合结果，不能凸显各信息特征的目的。
[0008]传统的数据归一化处理主要有线性函数、对数函数、反余切函数和范数法。线性函数归一化是最常用的归一化方法，其根据归一化范围的不同又分为最大最小值法、均值法和中间值法。
[0009]然而传统的数据归一化处理后，破坏了原有数据间的相关性，且使得系统能量失恒，很大程度上破坏了原有数据的意义，所以需要提出一定的改进方法。而相对变换是类似于数据标准化的一种方法，但其变换后不仅能保持原有数据间的相关性，而且系统能量保持守恒，所以运用相对变换对地震属性数据进行处理后能保持原有数据的特征信息，进行融合能达到更好的效果。
[0010]我们知道在油气勘探中，地震数据蕴含着地下地层的多种综合信息。地震勘探的主要目标是从地震数据中提取越来越多的构造和储层信息，利用这些信息解释地下构造、地层和岩性以及含油气特征。地震波属性是从地震数据里推导出来的关于地震波传播的几何学、运动学、动力学或统计学特征的度量值(包括地震波的曲率、振幅、波形、频率、速度、衰减、倾角、方位等)，长期以来地震波属性提取和分析技术一直是地震特殊处理和解释的主要研究内容之一。
[0011]从地震资料尤其是三维地震数据体中可以提取很多地震波属性，这些属性都是地下地层、岩性、物性等特征的具体反映。有反映储层含油气特征的地震波属性，有反映局部高振幅带的地震波属性，有反映油藏厚度或断层特征变化的地震波属性。也有反映储层频率吸收衰减的地震波属性，还有研究储层裂缝发育带的地震波属性，如反映储层吸收衰减特性的各种属性、沿层倾角方位检测的有关属性，其中包含倾角分析、方位分析、边缘检测等沿层构造属性。
[0012]尽管有经验的解释员会直观地发现这些地震波属性与特定的储层特征之间存在良好的相关关系，随着属性数量的增大，分析变得更加困难，因为解释员无法过多地依赖他们的经验而必须更多地依靠从实际资料中得到的真实相关关系来进行分析。虽然某些属性似乎提供了目标区横向变化的不同信息，但是它们仍然包含了多余的信息，这就使得属性分析更加棘手。
【发明内容】
[0013]为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种地震属性多源信息融合方法，可以解决多属性之间的矛盾，采用RPCA和小波变换将各地震属性数据中所含有的信息特征优势有机的结合起来，产生新的属性数据体。比单一的属性对比更直接和有效，比简单的属性综合更精确和科学。其技术方案如下:
[0014]一种地震属性多源信息融合方法，包括以下步骤:
[0015]A.采用相对变换对属性数据体进行标准化处理；
[0016]B.获得标准化后的属性数据体；
[0017]C.选择RPCA或小波变换对标准化后的二维或三维属性数据体进行融合处理，获得融合后的属性数据体，实现多源信息自动化处理与综合。
[0018]进一步优选,步骤A中所述相对变换具体为:
[0019]记
[0020]
【权利要求】
1.一种地震属性多源信息融合方法，其特征在于，包括以下步骤: A.采用相对变换对属性数据体进行标准化处理； B.获得标准化后的属性数据体； C.选择RPCA或小波变换对标准化后的二维或三维属性数据体进行融合处理，获得融合后的属性数据体，实现多源信息自动化处理与综合。
2.根据权利要求1所述的地震属性多源信息融合方法，其特征在于，步骤A中所述相对变换具体为: 记
3.根据权利要求1所述的地震属性多源信息融合方法，其特征在于，步骤C中所述RPCA变换具体为:首先计算参加融合的属性数据体的协方差矩阵，然后求其特征值及相对应的特征向量，并利用特征向值与对应的特征向量确定加权系数，最后进行融合得到融合数据体。
4.根据权利要求1所述的地震属性多源信息融合方法，其特征在于，步骤C中所述小波变换具体为:首先对要进行融合的地震属性数据分别进行小波分解；然后对小波分解所得到的不同频带选用不同的融合算子；最后对融合后的各频带进行小波重构，得到融合后的数 据体。
【文档编号】G01V1/28GK103837889SQ201310617484
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】李勇, 郭彪, 李琼, 朱颜 申请人:成都理工大学