技术领域：
本发明涉及地震勘探技术领域，具体涉及一种光滑基准面选择技术。
背景技术：
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在常规处理中，静校正是传统地震数据处理流程中的关键一步，其效果的好坏直接决定了叠加剖面的信噪比和分辨率，进而影响速度分析和成像的质量。常见的有固定基准面校正技术：即在地震勘探过程中，人为设定某一高程的水平面作为基准面，并通过静校正技术把炮点和接收点从它们实际摆放的位置校正到这一设定的水平基准面上；浮动基准面静校正技术：本质上即水平基准面校正，只是对于不同的共中心点(commonmiddlepoint-cmp)道集，水平基准面是上下浮动的，所有中心点水平基准面的高程构成了随中心点变化的浮动基准面。不可否认，传统的“静校正+叠加+叠后处理”的地震数据处理流程为油气勘探做出了巨大贡献，但是随着我国油气勘探难度的增加与勘探技术的发展，传统的静校正技术和叠后地震数据处理流程已不再适用，尤其表现在山前带地震数据的处理上。
在山前带地震勘探中，利用静校正来消除道间时差的做法是不可取的。首先是地表一致性假设在大部分山前带探区不成立，静校正的应用反而会破坏后续的叠前深度域成像及速度估计；第二，均方根速度在山前带不适用，基于双曲时距关系获取均方根速度与深度域成像之间存在不可调和的矛盾，利用充填速度把炮检点延拓到某一个水平基准面上，似乎可以有效利用现有的一套水平地表的处理流程，但这种做法受延拓方法和填充速度的影响过大，目前的地震勘探条件和计算机技术条件下，该方法完全不合时宜。我们针对于起伏地表下基准面对成像和速度估计的影响，提出了光滑基准面的选择方法。
技术实现要素：
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针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种通过对地表地表高程进行傅里叶变换，在波数域对高程进行滤波的光滑基准面选择技术。
本发明的一种光滑基准面选择技术，它包含以下四点：
1.建立和求解高程光滑函数反问题，得出波数域光滑因子与地表高程间解析解；
2.建立高频时差校正量与高频高程扰动间的近似关系；
3.建立高频时差校正量和真实旅行时间的定量近似关系；
4.建立光滑因子定量选取原则，指导实际生产；
起伏地表偏移可以减少或消除具有地表一致性特点的静校正对波场特征的扭曲，提高成像精度。在准确速度已知的理想情况下，对于波动方程类的偏移来说，非水平地表条件下的叠前偏移可以较圆满地解决复杂地表条件下的复杂构造成像问题。但是基于积分类的偏移方法(克希霍夫叠前深度偏移-kirchhoffpsdm中旅行时场插值和beam-ray偏移中的平面波合成的假设)在真起伏地表下都存在问题，即使在已知准确地表速度时，起伏地表偏移也不能很好地处理复杂构造下的成像问题。再者，因为复杂的地表条件的存在，表层速度的结构是十分复杂的，由于现有速度分析(或反演)技术的局限存在，几乎不可能得到一个准确的近地表速度模型。
积分类偏移方法存在的问题以及近地表速度模型的不准确，决定了起伏地表偏移过程中还是需要使用静校正技术对近地表影响进行适当的校正。起伏地表偏移中的近地表校正与常规处理中的静校正既有差异又有联系，如何在起伏地表偏移过程中实施有效的近地表校正，以抑制或消除地形与低速带变化对成像的不利影响，是业界面对的现实问题。
当前起伏地表偏移的近地表校正思路大致有两类。第一类是选择一个光滑基准面：利用静校正方法将炮点和接收点校正到该光滑基准面上以消除道间高频时差，该基准面也是后续叠前偏移成像和速度建模的参考面，中、低频道间时差的消除留给后续的速度建模解决。第二类是对已经校正到最终基准面的预处理地震数据应用反向高程静校正量以消除高程静校正量的影响，保留其余静校正量，以时间校正方式抑制近地表速度横向变化对成像的不利影响，但不改变炮点和接收点高程；以最大偏移孔径为半径平滑地表高程，作为叠前偏移成像和速度建模的参考面。
本发明主张第一类起伏地表偏移的近地表校正方法：即通过对地表高程进行傅里叶变换，在波数域对地表高程进行滤波，得到光滑地表面。根据光滑地表面和近地表速度得到高波数道间时差，从而消除高波数道间时差。该方法必须建立地表光滑因子与速度分析分辨能力的联系。
本发明的有益效果：通过对地表高程进行傅里叶变换，在波数域建立了滤波因子的定量选取准则后对地表高程进行滤波，得到光滑后的地表高程面。根据光滑前后地表面和近地表速度得到高波数道间时差，从而消除高波数道间时差。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明中光滑基准面静校正量下的旅行时差示意图；
具体实施方式：
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含以下四点：
1.建立和求解高程光滑函数反问题，得出波数域光滑因子与高程间解析解；
2.建立高频时差校正量与高频高程扰动间的近似关系；
3.建立高频时差校正量和真实旅行时间的定量近似关系；
4.建立光滑因子定量选取原则，指导实际生产；
高程光滑函数泛函的建立
假设h(x，y)表示高程函数，我们利用阻尼最小二乘方法求解与h(x，y)最接近的光滑后的函数hs(x，y)
其中，第一部分为函数逼近项，第二部分为函数光滑项，αx和αy称为x和y方向的光滑参数，α越大，光滑项比重越大，也就是说函数hs(x，y)越光滑。
高程光滑泛函的求解
为了求解上述泛函极小值，将上述式变为hs(x，y)的差分方程。对任意非负实数λ，和均匀边界的任意光滑函数h(x，y)，我们定义如下泛函
则其中的最小值转化为求取db/dλ|λ＝0＝0，对于任意λ，有
对上式第二项做分部积分，在均匀边界条件下，有
因为λ是任意的，则上方程当且仅当下式成立才正确
作fourior变换，则得光滑函数在波数域的解：
hs(k)＝h(k)/(1+αxkx4+αyky4)
高程光滑因子的选择
光滑高程与光滑因子间的关系
原始高程与光滑后的高程hs(x，y)差为：
δh(x，y)＝h(x，y)-hs(x，y)
将上述公式转换到波数域即有：
由上述公式可以得出：在空间域中，光滑高程函数与原始高程函数的高程差对应于波数域中两者的高频扰动部分；也就是说对于高程光滑函数与原始高程函数两者的高程差的校正，即校正了高程中的高频扰动部分。但是由于在空间域中，光滑后的高程和原始高程是没有解析表达式的，两者关系可以表示为
由于高波数道间时差不能通过常规成像及速度分析技术(包括层析成像技术)恢复速度的高频扰动，换句话说，常规成像和速度分析技术中，高频的速度扰动δvh(x)对高波数的道间时δth(x)差不敏感，高波数的道间时差仅与高波数的高程扰动δhh(x)相关：
δth(x)＝f(δvh(x)，δhh(x))≈f(δhh(x))
林伯香建议：在确定“高频阀值”后，首先，分别对地表高程和近地表速度进行平滑滤波，得到平滑基准面和平滑低速带之后，再计算高频静校正量。他认为剥离和填充可以分解为两个方面：一是低速带的剥离与填充，即剥离实际低速带，填充平滑低速带，校正实际低速带与平滑低速带之间的差异；二是地形的剥离与填充，校正实际地形h(x)与平滑基准面hs(x)之间的差异。于是将高频静校正量表示为：
其中，h(x)为低速带厚度；v(x)为地表真速度；vs(x)为地表光滑速度。
事实上地表真速度是未知的，所以在进行高频静校正时第一项是无法精确考虑的。由近地表层析得建立的近地表模型是准确的，即有v(x)＝vs(x)这样，炮检点的高频静校正量可以表示为：
至此我们建立了高频高程扰动和高频时差间的关系，我们建立考虑高频道间时差与光滑因子之间的关系
高频时差校正量和真实旅行时间的关系
如图1所示，将地表真实高程(b点)校正至光滑地表基准面(c点)时，高频时差静校正量δth(x)和真实的旅行时差δt′(x)存在时差关系：
光滑因子如何选取
马在田指出反射地震垂向的最小成像分辨率为λ/4，即引入光滑基准面的高频静校正量δth(x)和真实的旅行时δt′(x)在t/4误差内，是不会导致速度分析和偏移成像的误差，因此要求δt(x)≤t/4，即有：
马在田指出反射地震垂向的最小成像分辨率为λ/4，即引入光滑基准面的高频静校正量δth(x)和真实的旅行时δt′(x)在t/4误差内，是不会导致速度分析和偏移成像的误差，因此要求δt(x)≤t/4，同时考虑炮检点两端处的高程静校正量，即有：
至此，间接建立了光滑因子α、地表速度v(x)、地表出射角β以及深度地震波场主频f的关系。在不影响速度分析和偏移成像的基础上，尽量选择较为光滑的地表基准面。因为在空间域中，光滑因子与高频高程差间的扰动是没有解析表达式的，两者的关系需要通过高频时差扰动-光滑因子示意图曲线显示给出，对于特定的地震数据和偏移成像处理，其他影响参数都是已知的，可以给出光滑因子的合理取值。
我们需要考虑对于特定的探区，需要分析地表出射角度β的取值范围方能准确确定光滑因子。地表出射角度的取值与地震数据中偏移距的分布、地表速度v(x)、勘探深度是紧密联系在一起的：(1)、出射角和偏移距成正相关关系；(2)、地表出射角度和地表速度遵循费马定律，地表速度越小，平面波在出射地表的角度越小；(3)、对于不同深度的地质构造，浅层地质构造的出射角要大于深层地质构造的出射角，即有光滑因子的作用对浅层地质构造成像的影响要大于深层地质构造成像。因此针对于某一实际地质探区，需要结合近地表速度模型、地震数据观测系统以及目标层的定位，来分析得到地表出射角度β的取值范围，之后根据公式得到最大高程差的范围，最后依据高程差与光滑因子的解析示意图得到相应的光滑因子取值。
在实际应用过程中，因为复杂起伏地表条件的存在和地表速度的不准确性，想由一个绝对的高程差得到的绝对时间差来进行光滑基准面的校正是非常困难的。为了适应不同起伏程度的地表条件，一定取值的光滑因子下对应的“真实”地表的高程差δh(x，α)，该高程差值相对于δh(x)max并不是严格意义小于的，两者存在一定的容忍度关系，即在一定程度上可以有|δh(x，α)|≥|δh(x)max|，如何刻画这种容忍度，我们进行了相关数值实验，该实验验证了我们的想法，也给了我们如何定量刻画此容忍度。
本具体实施方式的有益效果：通过对地表高程进行傅里叶变换，在波数域对高程进行滤波，得到光滑地表面。根据光滑地表面和近地表速度得到高波数道间时差，从而消除高波数道间时差。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。