压缩感知理论为地震信号处理提供了一种超越Nyquist–Shannon定理的全新视角，受到了地球物理学家的广泛关注。该理论能够在地震信号可以稀疏表示的前提下，利用成本较低的随机欠采样来重建理想的高密度地震信号。然而，近地表噪声对地震反射信号的稀疏表示构成了挑战。为了在压缩感知框架内抑制近地表噪声，实现地震反射信号更好的稀疏表示，本文开发了一种基于压缩感知的近地表噪声抑制方法，该方法以三维圆锥Radon变换与压缩感知理论相结合为核心。首先，本研究将三维圆锥Radon变换引入地震信号处理领域，利用3D CMP记录中近地表噪声的“圆锥面”特征。提出了一种在三维圆锥Radon域中提取地震信号和抑制噪声的方法。随后，将自适应滤波策略与三维圆锥Radon变换相结合，开发了一种在三维圆锥Radon域中进行自适应近地表噪声抑制的方法。最后，将压缩感知理论、自适应滤波策略和三维Radon变换相结合，提出了基于压缩感知的三维圆锥Radon域自适应近地表噪声抑制方法。实例表明，将压缩感知随机欠采样框架、自适应滤波策略和三维圆锥Radon变换相结合，显著减轻了近地表噪声对压缩感知框架内地震反射信号重建的影响。这有效解决了三维圆锥Radon变换在压缩感知框架内不适用于近地表噪声抑制的问题。
(a) （b）
图1. (a)总的3D CMP记录(b)对应图（a）的CRT域
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
图2. (a)3D CMP记录（50%）（b）只含地震反射信号的3D CMP记录（50%）（c）CSCHT重建结果（50%）（d）“CSHRT+ACRT”组合处理结果（50%）（e）“ACRT+CSHRT”组合处理结果（50%）（f）“ACSCRT+CSHRT”组合处理结果（50%）
研究成果近期发表在在一区TOP期刊IEEE Transcations on Geoscicence and Remote Sensing，获得金沙js9线路中心（华东）深部油气全国重点实验室资助。论文第一作者是金沙js9线路中心地震波传播与成像课题组孙文之博士，通讯作者为曲英铭教授。
论文信息：W. Sun, Y. Qu, Y. Yang, J. Gu, Y. Yu and Z. Li, 'Compressive Sensing Seismic Signal Processing Method in 3-D Radon Domain—Part II: Compressive Sensing Seismic Near-Surface Noise Adaptive Suppression Method in 3-D Conical Radon Domain,' in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 63, pp. 1-13, 2025, Art no. 5908113, doi: 10.1109/TGRS.2024.3521988.
