New methods for separating seismic wave fields
Nouvelles méthodes de séparation des champs d'ondes en sismique
Résumé
The aim of this work is to bring a contribution to the wave field separation, in seismics, using
two advanced techniques.
The first technique, based on the pattern recognition, uses the signal shape associated to the
seeked echo to extract it. We show, through applications on Vertical Seismic Profiles (VSP)
data, that this technique seems like a more effective filter than the low-pass frequency filter,
especially when noise is not localized in a given frequency band, and do not require nor a
priori information on the received signal frequency band neither on its phase. In addition, we
confirm that the pattern recognition is a good tool for P and SV polarized waves filtering, on
three components data for offset VSP. We show, in this study, that the use of the Poline
directional filter as pre-processing on the initial data allows an identification and an automatic
extraction of the P and SV training signals; the efficiency of the method is thus improved and
its use made easier.
The second technique, very adapted for the non-stationary signals, is based on the wavelet
transform and its rebuilding formula, to detect and extract locally, in the time-scale field, a
quite particular echo on the seismic recording. Filtering quality depends on the delimitation of
the echo to be filtered in the time-scale space and the adopted filtering process. We show, on a
vibroseis seismic reflection recording, the efficiency of this method to filter the ground roll
made up, in our case, of two slow and fast pseudo-Rayleigh waves, with a strong energy. We
present the results for two different filtering processes, one based on the restoring of the
transform coefficients in the selected zone and the other on their attenuation (roll-off). We
propose, finally, the use of this technique to extract and characterize the two pseudo-Rayleigh
waves, very useful waves for geotechnic studies.
L’objet de ce travail est d’apporter une contribution à la séparation d’ondes, en sismique, par
deux techniques avancées.
La première technique, basée sur la reconnaissance des formes, utilise la forme du signal
associé à l’écho recherché pour l’extraire. Nous montrons, à travers des applications sur des
données de profils sismiques verticaux (PSV), que cette technique apparaît comme un filtre
plus efficace que le filtre en fréquence passe bas- surtout lorsque le bruit n’est pas localisé
dans une bande de fréquence donnée- et ne nécessitant pas d’a priori sur la bande de
fréquences du signal reçu ni sur sa phase. Par ailleurs, nous confirmons que la reconnaissance
des formes est un bon outil de filtrage des ondes polarisées P et SV, sur des données tri
composantes de PSV à déport non nul. Nous montrons, dans cette étude, que l’utilisation du
filtre directionnel Poline, comme prétraitement sur les données initiales, permet une
identification et une extraction automatique des signaux d’apprentissage P et SV ; l’efficacité
de la méthode se trouve ainsi améliorée et son utilisation facilitée.
La deuxième technique, très adaptée pour les signaux non stationnaires, est basée sur la
transformée en ondelettes et sa formule de reconstruction, pour détecter et extraire
localement, dans le domaine temps-échelle, un écho bien particulier sur l’enregistrement
sismique. La qualité du filtrage dépend de la délimitation de l’écho à filtrer dans l’espace
temps-échelle et du processus de filtrage adopté. Nous montrons, sur un enregistrement
vibroseis de sismique réflexion, l’efficacité de cette méthode à filtrer le ground roll composé,
dans notre cas, de deux ondes de pseudo-Rayleigh lente et rapide, de forte énergie. Nous
présentons les résultats pour deux processus de filtrage différents, l’un basé sur la remise à
zéro des coefficients de la transformée dans la zone sélectionnée et l’autre sur leur
atténuation. Nous proposons, enfin, l’utilisation de cette technique pour extraire et caractériser
les deux ondes de pseudo-Rayleigh, ondes très utiles pour des études géotechniques.
Mots clés
Domaines
Géophysique [physics.geo-ph]Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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